Ю., Ташкеева Г.Қ. Физикалық материалтануға кіріспе
жүктеу/скачать 5,26 Mb.
|
| Қоспалық тасымалдағыштар. Қоспалық заряд тасымалдаушылар көзіне электрлі активті қоспалық атомдар жатады. Орын ауыстыру немесе енгізудің қатты ерітіндінің жартылай өткізгіштігімен түзілетін және атомдардың валенттілігінен ерекшеленетін валенттілікке ие элементтер атомдары қоспалық тасымалдағыштар бола алады. Қоспалық атомдар:
– үлкен валентке ие, қалдықтық электрондарын беретін донорлар; – аз валенттікке ие, негізгі заттың валенттік электрондарын ұстайтын акцепторлар болып бөлінеді. Донорлар жартылай өткізгіштікте электронды өткізгішті (n-типті өткізгіштік), ал акцепторлар кемтіктік өткізгішті (p-типті өткізгіштік) құрайды. Жартылай өткізгіштер сәйкесінше (n-типтің) электронды және (p-типтің) кемтіктік деп аталады. Донорлы (Si, Ge) қарапайым жартылай өткізгіштеріне V тобының (P, As, Sb), ал акцепторлы жартылай өткізгіштерге – III топтың (B, Al, Ga, In) атомдарының қоспалары жатады. Донорлы және акцепторлы қоспалар легирлеуші деп аталады. Легирлеумен оның құрамына легирлеуші қоспаларды енгізу көмегімен өткізгіштің берілген түрімен жартылай өткізгіштертер алады. Мышьяк атомы бес валенттік электроннан, кремний атомы – төрт валенттік электроннан тұрады, яғни мышьяктың бір электроны коваленттік байланыс түзуге қатыспайды. Бұл энергиясы бөлмелік температура кезінде жылулық қозғалыс энергиясымен өлшемдес кулондық әсерлесу күшімен өзінің атомдары байланысқандығымен байланысты (жылулық қозғалыс энергиясы kT~0,03эВ). Сондықтан мышьяктың бесінші электроны өз атомынан оңай бөлінеді және еркін болады, ал атомның өзі – оң зарядталған ион болады. Өткізгіштің белгілі түрімен жартылай өткізгішті жасау көптеген жартылай өткізгіштік құралдардың әсер ету принципі қоспалық электр өткізгіштікке негізделінгендіктен өте маңызды болып табылады. Донорлы, акцепторлы қоспалардың иондалуы үшін ковалентті байланысты үзуге қажетті (аз энергия қажет), яғни меншікті тасымалдаушылар түзу үшін (Еқоспа Жартылай өткізгіштертерде заряд тасымалдаушылар генерациясымен тобына электрон-кемтік жұптарының жойылуына алып келетін валенттік аумаққа өткізгіштік аумақтан электрон жұптары қайтып келетін рекомбинация үдерісі өтеді. Оның генерациясынан рекомбинациясына дейінгі тасымалдаушылардың іске асу уақыты өмір сүру уақыты деп аталынады. Электрон п τр мен кемтіктің τр өмір сүру уақыттары сәйкесінше: п ~1/(рυп), τр ~1/(nυp), (1.23) мұндағы, п, р – электрон мен кемтік концентрациясы; υп, υр – электронның кемтікке қатысты және кемтіктің электронға қатысты сәйкес жылдамдықтары. Реалды жартылай өткізгіштерде еркін заряд тасымалдаушылардың өмір сүру уақыты 10-2 – 10-8 с, ал жартылай өткізгіштік құрамның тұрақты жұмысы үшін 10-5с аз болмауы тиіс. Тасымалдағыштардың өмір сүру уақыты кіруіне үлгеретін қашықтық диффузиялық ұзындық деп аталады. Электрон Ln мен кемтіктің Lp диффузиялық ұзындықтары өмір сүру уақыты мен белгілері сәйкес зарядтар диффузиясы (Dn және Dp) коэффициенттерімен: , (1.24) қатынасымен байланысқан. Өмір сүру уақыты мен диффузиялық ұзындық қаншалықты көп болса, соншалықты жартылай өткзгіштерде қоспалар мен басқа ақаулар аз болады. жүктеу/скачать 5,26 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|