1.2-кесте. Сыртқы әсерлер кезіндегі жартылай өткізгіштердегі эффектілер мен осы эффект әсеріне негізделген құрылғылардың негізгі түрлері
Сыртқы әсерлер
|
Қолданылатын эффект
|
Құрылғы
|
Электрлік өріс (Е)
|
Электр өткізгіштік
Ганна эффектісі
р – п-өтудің сызықты емес ВАС
Туннельді эффект
Тасымалдаушылардың сәулелендіретін рекомбинациясы
|
Резистор
Ганна генераторы
Түзеткіштер, варистор
Туннельді диод
Инжекционды лазер
Электр люминесцентті құрылғылар
|
Жарық
|
Белгілі жиіліктің жарығын өткізу
Тасымалдаушылардың генерациясы
ФотоЭҚК
|
Оптикалық фильтр
Жартылай өткізгіш лазер
Фотоэлемент, күн батареялары
|
Электрондық шоқ
|
Тасымалдаушылардың генерациясы
|
Жартылай өткізгіш лазер
|
Температура(Т)
|
ТермоЭҚК
|
Терможұп, термогенератор
|
Жарық және Е
|
Фотоөткізгіштік
Тасымалдаушылардың генерациясы
|
Фоторезистор
Фотодиод
|
Т және Е
|
γ және Т арасындағы тәуелділік
|
Терморезистор
|
Қысым (р) және Е
|
γ және р арасындағы тәуелділік
|
Тензодатчик
|
Магнит өрісі (Н) және Е
|
γ және Н арасындағы тәуелділік
Холл эффектісі
|
Магнит өрісімен басқарылатын резистор,
Холл датчигі
|
Электронды-кемтікті ауысу (р-п – ауысу). Электр өткізгіштік өзгеруі өтетін р- және п – өтулер арасындағы жартылай өткізгіштік қабат р-п – өтулер деп аталады. п –аумақта электрон концентрациясы кемтіктер концентрациясынан артады, электрондар р-аумақта диффузияланады және ионда кемтікпен рекомбинацияланады. р-аумақта кемтіктер диффузиясы мен олардың электрондармен рекомбинациясы өтеді.
Осы үдерістің соңында р-аумақта теріс зарядталған акцепторлық иондар, п –аумақта – оң зарядталған донорлық иондар қалады, ал р- және п – аумақтар шекарасында кеңістіктік зарядтың екі қабаты - р-аумақтағы теріс зарядтар мен п –аумақтағы оң зарядтар түзіледі. Осы қабаттың өзі еркін заряд тасымалдағыштарда айырылады.
Қоспаның компенсияланбаған иондары шекаралық қабатта потенциалдық барьер (контатілі өріс) түзеді.
Сыртқы электр өрісінің жоқтығынан р-п арқылы өтетін ток нөлге тең. Өрісті енгізу кезінде барьер биіктігі өзгереді және ол арқылы өтетін кездесетін тасымалдағыштар ағынының тепе-теңдігі бұзылады.
Егер р-аумаққа оң потенциал (тура орын ауысу) енгізілсе, онда барьер биіктігі төмендейді, кернеудің өсуімен (U) барьерден шыға алатын негізгі тсымалдағыштар ағыны өседі, негізгі емес тасымалдаушылар өзгеріссіз қалады. р-п- өтулер арқылы өтетін тура ток (воль-амперлік сипаттаманың оң тармағы, 1.3-сурет), р-п-өтулердің тура тогы деп аталады және төмендегі формуламен анықталынады:
I~exp (1.29)
Is
1.3-сурет. р-п-өтулердің воль-амперлік сипаттамалары
Сыртқы өрістің полярлығын ауыстыру кезіндегі (кері орын ауыстыру) барьер биіктігі артады, р-п – өтулер арқылы өтетін ток негізгі емес тасымалдаушыладың ғана диффузиясымен анықталынады, оның шамасы аз және енгізілген кернеуге тәуелді емес. (Is) р-п – өтулердің кері тогы немсе қанығу тогы деп аталынады (воль-амперлік сипаттаманың сол жағы, 1.3-сурет).
U белгісінің өзгеруі кезінде р-п – өту арқылы 5-6 қатарға өзгеруі мүмкін. Бұл қасиетке р-п – өту базасында, сондай-ақ түрлі энергияларды электр энергиясына айналдырғыштар жасауға мүмкіндік беретін сыртқы әсерлерге (жылулық, оптикалық және механикалық) тәуелді.
р-п-өту негізінде немесе оларды қолданумен транзисторлар, кернеуді тұрақтандырғыштар, күшейткіштер мен генераторлар, светодиодтар, жартылай өткізгіш лазерлер және микросызбалар және т.б. жасауда да қолданылады. р-п-өту түзіледі: әртүрлі өткізгіштер түрімен екі жартылай өткізгіштердің контактісі кезінде немесе жартылай өткізгіштердің бір бөлігін донорлық, ал екінші бөлігін – акцепторлық қоспамен легирлеу кезінде.
– Өткізгіштік түрі бір, бірақ шамалары әртүрлі жартылай өткізгіштердің;
– Металл мен жартылай өткізгіштердің;
– Металл, диэлектрик пен жартылай өткізгіштердің контактілер кезінде түзілетін гетероауысулардың техникалық қолдану маңызы зор.
Достарыңызбен бөлісу: |