ნახევარგამტარი

ნახევარგამტარი, ნახევრად გამტარი^{-3}-სა. ეს ათასჯერ მეტია სუფთა ნახევარგამტარის თავისუფალი ელექტრონების კონცენტრაციაზე.

იმ მინარევს, რომელიც ადვილად გასცემს ელექტრონებს და, მაშასადამე, ზრდის თავისუფალი ელექტრონების რიცხვს, დონორული (გამცემი) მინარევი ეწოდება.

რადგან დონორული მინარევის შემცველ ნახევარგამტარში თავისუფალი ელექტრონები გაცილებით მეტია, ვიდრე ხვრელები, მას -ტიპის (სიტყვიდან ) ნახევარგამტარს ოწოდებენ. -ტიპის ნახევარგამტარში ელექტრონები მუხტის ძირითდი გადამტანებია, ხვრელიები კი — არაძირითადი.

აქცეპტორული მინარევი
თუ მინარევად ინდიუმს გამოვიყენებთ, რომლის ატომი სამვალენტიანია, ნახევარგამტარის გამტარობის ხასიათი შეიცვლება. ამ შემთხვევაშ მეზობლებთან ნორმალური წყვილელექტრონული კავშირების შესაქმნელად ინდიუმის ატომს აკლია ერთი ელექტრონი. ამის შედეგად იქმნება ხვრელი. ხვრელების რიცხვი კრისტალშ ტოლი იქნება მინარევის ატომთა რიცხვისა. ამგვარ მინარევს აქცეპტორული (მიმღები) მინარევი ეწოდება.

ელექტრულ ველში ხვრელები გადაადგილდება ველის მიმართულებით და, ამრიგად, იქმნება ხვრელური გამტარობა. ნახევარგამტარს, რომლის ხვრელური გამტარობა მეტია ელექტრონულთან შედარებით, -ტიპის (სიტყვიდან ) ნახევარგამტარი ეწოდება. -ტიპის ნახევარგამტარში ხვრელები მუხტის ძირითადი გადამტანებია, ელექტრონები კი — არაძირითადი.

ელექტრული დენი - და -ტიპის ნახევარგამტართა კონტაქტში
სურათზე გამოსახულია ნახევარგამტარის სქემა, რომლის მარჯვენა მხარე შეიცავს დონორულ მინარევს და ამიტომ იგი -ტიპი ნახევარგამტარია, მარცხენა მხარე კი აქცეპტორულ მინარევს შეიცავს და იგი -ტიპის ნახევარგამტარია. ელექტრონები გამოსახულია სტაპილოსფერი წრეებით, ხვრელები კი — შავით. სხვადასხვა ტიპის ორი ნახევარგამტარის კონტაქტს - გადასვლა ეწოდება.

კონტაქტის წარმოქმნისას ელექტრონები ნაწილობრივ -ტიპის ნახევარგამტარიდან -ტიპის ნახევარგამტარში გადადიან, ხვრელები კი საპირისპიროდ მოძრაობს. ხდება დიფუზია, რაც მოგვაგონებს ასეთივე მოვლენას აირში: ორი სხვადასხვა აირის ურთიერთშეხებისას სითბური მოძრაობის გამო მათი მოლეკულების ერთმანეთში შერევას. ამის შედეგად -ტიპის ნახევარგამტარი იმუხტება დადებითად, -ტიპისა კი — უარყოფითად. დიფუზია წყდება მას შემდეგ, რაც გადასვლის ზონაში აღძრული ველი ხელს უშლის ელექტრონებისა და ხვრელების შემდგომ გადაადგილებას.

თუ ჩავრთავთ - გადასვლის მქონე ნახევარგამტარს ელექტრულ წრედში ისე, რომ -ტიპის ნახევარგამტარის პოტენციალი დადევითი იყოს, -ტიპისა კი — უარყოფითი. ამ დროს - გადასვლა განხორციელდება ძირითადი გადამტანებით: უბნიდან უბანში ელექტრონებით, ხოლო -დან -ში ხვრელებით. ამის გამო მთელი ნიმუშის გამტარობა იქნება დიდი, წინაღობა კი — მცირე.

აღნიშნულ გადასვლას პირდაპირი გადასვლა ეწოდება. დენის ძალის დამოკიდებულება პოტენციალთა სხვაობაზე — ვოლტამპერული მახასიათებელი — პირდაპირი გადასვლისთვის გამოსახულია გრაფიკზე უწყვეტი წირით.

თუ მოცემულ ნახევარგამტარს წრედში ჩავრთავთ შეცვლილი პოლუსებით, მაშინ იმავე პოტენციალთა სხვაობისას დენის ძალა წრედში საგრძნობლად ნაკლები აღმოჩნდება, ვიდრე პირდაპირი გადასვლის დროს იყო. ეს განპირობებულია შემდეგით: ელექტრონები კონტაქტზე ახლა გადის უბნიდან უბანში, ხვრელები კი — -დან -ში. მაგრამ -ტიპის ნახევარგამტარში ცოტაა თავისუფალი ელექტრონი, -ტიპისაში კი ცოტაა ხვრელები. ახლა კონტაქტზე გადასვლა ხორციელდება არაძირითადი გადამტანებით, რომელთა რიცხვი მცირეა. ამის გამო ნიმუშის გამტარობა იქნება უმნიშვნელო, წინაღობა კი — დიდი. იქმნება ე. წ. ჩამკეტი შრე. ამ გადასვლას შექცეული გადასვლა ეწოდება. მისი ვოლტამპერული მახასიათებელი გამოსახულია გრაფიკზე პუნქტირწირით.

ამრიგად - გადასვლა დენის მიმართ არასიმეტრიულია: პირდაპირი მიმართულებით წინაღობა საგრძნობლად ნაკლებია, ვიდრე შექცეული მიმართულებით. - გადასვლის ეს თვისება გამოყენებულია ცვლადი დენის გამართვისათვის. ნახევარპერიოდის განმავლობაში, როცა -ტიპის ნახევარგამტარის პოტენციალი დადებითია, დენი თავისუფლად გადადის - გადასვლაზე. პერიოდის შემდეგ ნახევარში დენი პრაქტიკულად ნულის ტოლია.

ნახევარგამტარები ფართოდ გამოიყენება: ნახევარგამტარულ დიოდებში, ტრანზისტორებში, თერმისტორებში, თერმორეზისტორებსა და სხვადასხვა ტიპის მიკროსქემებში.