Yarimoʻtkazgichlar

|
Yarimoʻtkazgichlar
|
Sana | 12.07.2024 | Hajmi | 17,02 Kb. | | #267440 |
Bog'liq Dielektrik
1. Yarimoʻtkazgichlar oʻtkazuvchanligi jihatidan metall va dielektriklar orasidagi moddalar boʻlib, oʻz fizik xususiyatlarini turli tashqi taʼsirlar (masalan yoritish, isitish va hokazo) natijasida keng intervalda oʻzgartira olish xususiyatiga ega. Yarimoʻtkazgichlar elektronika va mikroelektronikada juda keng qoʻllanilib, zamonaviy elektr jihozlarning deyarli hammasi — kompyuterlardan tortib to uyali aloqa telefonlarigacha barchasi yarimoʻtkazgichli texnologiyaga asoslangan. Eng keng qoʻllaniladigan yarimoʻtkazgich modda kremniy boʻlib, boshqa moddalar ham keng qoʻllaniladi.
Yarimoʻtkazgichlar — elektr tokini yaxshi oʻtkazuvchi moddalar (oʻtkazgichlar, asosan, metallar) va elektr tokini amalda oʻtkazmaydigan moddalar (dielektriklar) orasidagi oraliq vaziyatni egallaydigan moddalar. Mendeleyev davriy sistemasida II, III, IV, V va VI guruhlarda joylashgan koʻpchilik elementlar. Masalan: kremniy (Si), germaniy (Ge), mishyak-galliy (GaAs), kadmiy-tellur (CdTl) va h.k. Sof yarimoʻtkazgichlar (Cr, Ge)oʻzidan elektr tokini oʻtkazmaydi. Ularning bir qator birikmalari yarimoʻtkazgichlar jumlasiga kiradi. Ya.da ham metallardagi kabi elektr oʻtkazuvchanlik elektronlarning harakati tufayli yuzaga keladi. Biroq elektronlarning harakatlanish sharoitlari metallar va Ya.da turlicha boʻladi. Ya. quyidagi asosiy xususiyatlarga ega: Ya.ning elektr oʻtkazuvchanligi temperatura koʻtarilishi bilan ortib boradi (mas, temperatura 1 K ga ortganda Ya.ning solishtirma oʻtkazuvchanligi 16—17 marta ortadi); Ya.ning elektr oʻtkazuvchanligida atom bilan sust (V guruh elementi qoʻshilganda) bogʻlangan elektronlardan tashqari atom bilan kuchliroq bogʻlangan elektronlar ham ishtirok etadi (baʼzi hollarda bogʻlangan elektronlar asosiy rol oʻynaydi); sof Ya.ga oz miqdorda qoʻshilma kiritib, uning oʻtkazuvchanligini keskin oʻzgartirish mumkin (mas, 0,01% qoʻshilma kiritilganda Ya. ning oʻtkazuvchanligi 10000 marta ortib ketadi).
Dielektrik-o'ziga xos elektr o'tkazuvchanligi past bo'lgan modda. Ideal dielektrik umuman oqim o'tkazmaydi, uning o'tkazuvchanligi nolga teng. Dielektriklarga piezoelektriklar, ferroelektriklar, elektretlar va boshqalar kiradi. Dielektrik material elektr maydoniga joylashtirilganda, elektr zaryadlari elektr o'tkazgichdagi kabi material orqali o'tmaydi, chunki ular material bo'ylab siljishi mumkin bo'lgan erkin bog'langan yoki erkin elektronlarga ega emas, aksincha ular o'rtacha muvozanat pozitsiyalaridan ozgina siljiydi va natijada dielektrik polarizatsiya. Dielektrik qutblanish tufayli musbat zaryadlar maydon yo'nalishi bo'yicha siljiydi va manfiy zaryadlar maydonga teskari yo'nalishda siljiydi (masalan, agar maydon musbat x o'qiga parallel harakat qilsa, manfiy zaryadlar manfiy x yo'nalishda siljiydi). Bu dielektrikning o'zida umumiy maydonni kamaytiradigan ichki elektr maydonini hosil qiladi. Agar dielektrik zaif bog'langan molekulalardan tashkil topgan bo'lsa, bu molekulalar nafaqat qutblanadi, balki ularning simmetriya o'qlari maydonga to'g'ri kelishi uchun ham yo'naltiriladi. Dielektrik xususiyatlarini o'rganish materiallarda elektr va magnit energiyani saqlash va tarqatish bilan bog'liq. Dielektriklar elektronika, optika, qattiq jismlar fizikasi va hujayra biofizikasidagi turli hodisalarni tushuntirish uchun muhimdir. Terminologiya Izolyator atamasi past elektr o'tkazuvchanligini nazarda tutsa-da, dielektrik odatda yuqori polarizatsiyaga ega materiallarni anglatadi. Ikkinchisi nisbiy o'tkazuvchanlik deb ataladigan raqam bilan ifodalanadi. Atama izolyator odatda elektr obstruktsiyasini ko'rsatish uchun ishlatiladi dielektrik materialning energiya saqlash qobiliyatini ko'rsatish uchun ishlatiladi (yordamida polarizatsiya). Dielektrikning keng tarqalgan misoli-bu kondansatkichning metall plitalari orasidagi elektr izolyatsion material. Qo'llaniladigan elektr maydoni tomonidan dielektrikning qutblanishi berilgan elektr maydon kuchi uchun kondansatkichning sirt zaryadini oshiradi. Dielektrik atamasi Maykl Faradeyning iltimosiga javoban Uilyam Vyuell (dia + electric dan) tomonidan kiritilgan. mukammal dielektrik nol elektr o'tkazuvchanlik bilan moddiy emas mukammal o'tkazgich cheksiz elektr o'tkazuvchanligi), shunday qilib, faqat siljish oqimini namoyish etadi; shuning uchun u elektr energiyasini xuddi ideal kondansatkich kabi saqlaydi va qaytaradi. Dielektrik materialning elektr sezuvchanligi e elektr maydoniga javoban uning qanchalik oson qutblanishini o'lchaydi. Bu, o'z navbatida, materialning elektr o'tkazuvchanligini aniqlaydi va shu bilan kondansatkichlarning sig'imidan yorug'lik tezligigacha bo'lgan boshqa ko'plab hodisalarga ta'sir qiladi.
|
| |