Білім беру бағдарламасы бойынша оқитын студенттерге арналған дәрістер жинағы Алматы 2021
Қоспалы және меншікті жартылай өткізгіштердің электр
жүктеу/скачать 1,3 Mb. Pdf көрінісі
|
| 14.2 Қоспалы және меншікті жартылай өткізгіштердің электр
өткізгіштігі Жартылай өткізгіштердің металдардан ерекшелігі оларда ток тасымалдаушының екі түрі болады. Олар: электрондар мен кемтіктер . Электрондар валенттік аймақтан өткізгіштік аймаққа өткен кезде валенттік айсақта кемтіктер (бос орындар) пайда болады. Сыртқы өріс әсерінен бос орынға көршілес атомның байланысқан электрондарының бірі келіп түседі де, 0 = Т W 1 W 63 есесіне ол атомдағы электронның орны бос қалады. Осының салдарынан кемтіктер электрондар бағытына қарама-қарсы қозғалатындай әсер қалдырады. Жартылай өткізгіштердің өткізгіштігінің екі түрі болады. Олардың бірі- меншікті (таза жартылай өткізгіштер), екіншісі қоспалы деп аталады. Меншікті жартылай өткізгіштерде кемтіктер мен электрондар саны тең болады. Қоспалы жартылай өткізгіштерде негізгі ток тасымалдаушысы электрондар болса n-типті , ал кемтіктер болса р-типті өткізгіштік деп аталады. Электрондардың бос және валенттілік аймақта үлестірілуі Ферми-Дирак функциясымен сипатталады. Есептеулер Ферми деңгейі тыйым салынған аймақтың ортасында орналасатынын көрсетеді, яғни Бос аймақтың деңгейлерінің толу ықтималдығын былай жазуға болады: . (14.1) Бос аймаққа өткен электрондар саны және пайда болған кемтіктер саны функциясына пропорционал болады. Бұл электрондар мен кемтіктер –ток тасымалдаушылар, бос аймақ - электрондардың өткізгіштік аймағы, ал валенттілік аймақ - кемтіктердің өткізгіштік аймағы. Сонымен өткізгіштік тасымалдаушылар концентрациясына пропорционал, олай болса жартылай өткізгіштердің меншікті өткізгіштігі: (14.2) мұндағы . Бұл өрнектен температура артқан сайын жартылай өткізгіштердің меншікті өткізгіштігі шапшаң артатындығын көруге болады. Жартылай өткізгіштер мен металдардың өткізгіштіктерінің температураға байланыстылығы қарама-қарсы. Жартылай өткізгіштердің меншікті өткізгіштігі өте аз, себебі тыйым салынған аймақ ені (активация энергиясы) жыулық энергиядан әлдеқайда артық. Жартылай өткізгіштердің өткізгіштігін оларға қоспалар қосу арқылы едәуір арттыруға болады. Қоспаның валенттілігіне байланысты тыйым салынған аймақтарда (донорлық қоспада бос аймақтың түбіне жақын аймақта, акцепторлық қоспада валенттілік аймақтың жоғарғы жағында) қосымша деңгейлер пайда болады. Қоспалы жартылай өткізгіштер қазіргі заманғы электроникада кеңінен қолданылады. 2 / W W W F − ( ) kT W e W f 2 / − ( ) W f , 2 0 kT W e − = const 0 W kT |