Лекция Электр қондырғылары және қауіпсіздік техникасы жөніндегі жалпы мағлұматтар. Электротехникалық материалдар, бұйымдар және олармен жұмыс. Жоспар Электр қондырғыларын түрге бөлу
жүктеу/скачать 4,55 Mb.
|
| Қоспалы шала өткізгіштерТабиғатта кездесетін таза жартылайөткізгіш материалдарды электрондық прибор құрамында пайдалану мүмкін емес. Жартылайөткізгіштердің құрамында қоспа түрінде басқа элементтердің атомдарын енгізіп, олардың электр өткізгіштігін (басқаша «кірмелі өткізгіштік» - деп атайды) күрт арттыру процесі техникада қолдау тапты.
Жартылайөткізгіштерде электрон-кемтік заряд тасымалдаушылардың пайда болуын генерация - десе, жойылуын рекомбинация деп аталады. Сурет-5. Донорлық жартылай өткізгіштің кристалдық құрылымы. Шала өткізгіш төрт валентті (Sі) кремний құрамына 5 валентті арсенийді (Аs) енгізсе, онда арсенийдің төрт валенттік электроны кремнийдің төрт валенттік электронымен коваленттік байланыста болады да, ал бір электроны бос қалады (сурет 5). Осы байланыссыз қалған бос электрон қозатын болса, онда ол өткізгіштік аймаққа өтеді де, арсенийдің атомы оң зарядты ионга айналады. Ион қозғалып жүре алмайды, өйткені ол кристалдык торшілтердің түйіндерінде орналасқан және арсенийдің басқа атомдарымен электрон алмастыра алмайды, өйткені олар бір-бірінен қашық орналасқан. Мұндай жартылайөткізгіште электр өткізгіштік электрондар арқылы түзіледі. Бес валентті қоспа элементтің артық электронының энергетикалық деңгейі өткізгіштік аймаққа жақын орналасқандықтан олар өткізгіштік аймаққа оңай өтіп отырады. Мұндай артық электронды қоспаларды донорлар (donare-сыйлау деген латын сөзі) немесе донорлық қоспалар деп атайды. Жартылайөткізгіш ондағы электр откізгіштік электрондар арқылы түзілетіндіктен n-типті (negativus – теріс деген латын сөзінің бірінші әрпі) жартылайөткізгіш деп аталады. Енді төрт валентті силицийдің кристалдық торшілтерінде үш валентті индийдің (Іn) атомы бар екен делік (6-сурет). Сурет-6. Акцепторлық жартылай өткізгіштің кристалдық құрылымы. Мұнда кремний атомының үш валенттік электроны индийдің үш валенттік электронымен коваленттік байланыста болады, ал қалған бір электроны үшін кемтік пайда болады. Ол кемтікті басқа атомның электроны толтыруы мүмкін, бірақ оның кеткен жерінде тағы да кемтік келіп туады. Сөйтіп жартылайөткізгіште оң зарядты кемтік жүріп отыратын электр өткізгіштік, яғни кемтікті өткізгіштік пайда болады. Мұндай жартылайөткізгішті р-типті (латынша positivus - оң деген сөздің бірінші әрпі) жартылайөткізгіш деп атайды. р- типті жартылайөткізгіштегі кемтік орналасқан энергетикалық деңгейлер валенттік аймақтың сыртында болатындықтан кемтікті энергетикалық деңгейге негізінен валенттік электрондар өтіп отырады. Мұнда қоспа элементі акцептор (ассерtог - қабылдаушы деген латын сөзі) немесе акцепторлық қоспа деп аталады. Сурет-7. n-түрлі және р-түрлі (а), жартылайөткізгіштердің түйісу (б) шекарасында (в) потенциалдар айырмасының пайда болуы. n-типті жартылайөткізгіште негізгі еркін заряд тасымалдаушылар электрондар болғандықтан, олардың концентрациясы кемтіктер концентрациясынан артық (nn >> np) болып, негізгі заряд тасымалдаушыларға айналады. р-типті жартылайөткізгіште негізгі заряд тасымалдаушылар кемтіктер болғандықтан, олардың концентрациясы электрондар концентрациясынан артық (np >> nn) болып, негізгі заряд тасымалдаушыларға айналады. Сондықтан қоспалы жартылайөткізгіштерде қалыпты температура кезінде-ақ электрон-кемтік жұбы бар. Сурет-8. Жартылайөткізгіштердің түйісу шекарасында потенциалдар айырмасының сыртқы күш әсерінен өзгеруі. Басқаша айтқанда, жартылайөткізгіште негізгі ток тасымалдаушылармен қатар аз мөлшерде қарама-қарсы таңбалы ток тасымалдаушылар (негізгі емес ток тасымалдаушылар) да болады. Жоғары емес температурада негізгі емес ток тасымалдаушылар электр өткізгіштікке қатыспайды. Дегенмен температура жоғарылаған сайын, электрон-кемтік жұбы қарқынды пайда бола бастайды да, жартылайөткізгіштің өткізгіштігі аралас сипатта болады. Бақылау сұрақтары 1. Жартылай өткізгіштердің энергетикалық деңгейлері қандай, метал мен диэлектриктен айырмашылығы неде? 2. Таза жартылай өткізгіштерде потенциалдық барьердің пайда болмауы не себепті? 3. Өзіндік және кірмелік өткізгіштік дегеніміз не? 4. Кемтік дегеніміз не? 5. Акцепторлық қоспаны қалай аламыз, қандай жартылай өткізгіш оған шикізат ретінде қолданылады? 6. Донорлық қоспаны қалай аламыз, қандай жартылай өткізгіш оған шикізат ретінде қолданылады? егізгі түсініктемелер сөздігі: түзеткіш диодтар, стабилитрон, варикап, Шоттки диоды, тунельдік диод, инжекция, легирование. жүктеу/скачать 4,55 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|