Ю., Ташкеева Г.Қ. Физикалық материалтануға кіріспе
Жартылай өткізгіштің электр өткізгіштігі
жүктеу/скачать 5,26 Mb.
|
treatise13466
| Жартылай өткізгіштің электр өткізгіштігі
Сыртқы электр өрісі болмаса электрондар мен кемтіктер жартылай өткізгіштік кристалы бойынша хаосты қозғалыспен қозғалады. Сыртқы электр өрісін енгізу кезінде электрондар өріске қарсы, ал кемтіктер - өріс бағытымен қозғалады. Донорлы қоспаның оң зарядталған иондары мен акцепторлы қоспалық теріс зарядталған иондары қозғалмайды және кристалдық тордың түйінінде немесе түйін аралығында локализацияланған, кристалдық тордың құрылымдық элементтері болғандықтан электрөткізгіштікке қатыспайды. Меншікті жартылай өткізгіштерде еркін заряд тасымалдаушылар концентрациясы (электрон және кемтік) бірдей. Оның меншікті электр өткізгіштігі: соб= n+ p=neun+peup (1.25) формуласымен анықталынады. Мұндағы, п, р – электрон мен кемтіктердің меншікті электр өткізгіштігі; ип, ир – электрон мен кемтіктің қозғалғыштығы; е – электрон заряды. Қоспалық жартылай өткізгіштердің меншікті және қоспалы тасымалдағыштардан құралады: =γменш+γқосп, (1.26) мұндағы, γқоспа=ппеип – электрондық, γпр=преир – кемтіктік жартылай өткізгіштер үшін; пп, пр – донорлы және акцепторлы қоспалардың иондалуы нәтижесінде түзілетін еркін электрон мен кемтіктің концентрациялары. Электронды жартылай өткізгіштің кедергісі: γп=ппеип +пеип+реир=(пр+п)еип+реир, кемтіктік: (1.27) γр=рреир+пеип+реир=(рр+р)еир+пеип болып өрнектеледі. Жартылай өткізгіштердің меншікті электр өткізгіштігі еркін тасымалдағыштар мен олардың қозғалғыштығымен анықталынады. Өз кезегінде, еркін заряд тасымалдаушылардың концентрациясы да, қозғалғыштықтары да температураға тәуелді. Электр өрісінде орналасқан реалды жартылай өткізгіштерде еркін заряд тасымалдаушылар қоспа иондары мен фонондарға ие, ал фонондық шашырау –жоғары температура кезінде. Шашырау нәтижесінде тасымалдаушылар қозғалғыштығы төмендейді. Жартылай өткізгіштердің электр өткізгіштігінің температураға тәуелділігі экспоненциалдық қасиетке ие: γменш=const·exp( ), γқоспа=const·exp( ) (1.28) мұндағы, Еқоспа – қоспаның иондалу энергиясы (сәйкесінше, Еg немесе Еа). Төмен температурада электр өткізгіштік қоспалық заряд тасымалдаушыларға тән (γменш<γқоспа), өйткені Еқоспа<Еg. Температураның артуымен γменш мәні γқоспа мәнінен жоғары. γменш>γқоспа кезіндегі температуралық босаға Еg өсуі кезінде өседі. Жартылай өткізгішердегі температура айырмасы әсерінен заряд тасымалдаушылар концентрациясы өзгереді және металдардікіне қарағанда, мәні бойынша жоғары термоЭҚК пайда болады. Бұл қасиетке жылулық энергияны электр энергиясына айналдыруда жартылай өткізгіштерді қолдану негізделінген. Меншікті электр өтткізгіштік шамасына тек температуралық өзгеруі емес, басқа да энергетикалық факторлар әсер етеді. Мұндай эффекттер жартылай өткізгіштік түрлендіргіштер жасауда қолданылады (1.2-кесте). жүктеу/скачать 5,26 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|