-rasm. Donor va akseptor kirishmalar

|
-rasm. Donor va akseptor kirishmalar
|
bet | 41/119 | Sana | 14.06.2024 | Hajmi | 4,04 Mb. | | #263652 | Turi | Учебник |
Bog'liq 21558 2 CDEAD1DE360DB13C9B7A03EFD7ECBD40E7F94F1F 4.2-rasm. Donor va akseptor kirishmalar.
U yoki bu tipdagi kirishmalar miqdori oshgan sari kristallning elektr o’tkazuvchanligi borgan sari ravshan ifodalanadigan elektron yoki kovak o’tkazuvchanlik bo’lib qoladi. Negativ va positiv degan lotin so’zlarining birinchi harflari bilan muvofiq ravishda elektron elektr o’tkazuvchanlikka n-tip (4.3-rasm) kovak elektr o’tkazuvchanlikka p-tip elektr o’tkazuvchanlik (4.4-rasm) deyiladi.
4.3-rasm. Elektron elektr o’tkazuvchanlik n-tip.
4.4-rasm. Kovak elektr o’tkazuvchanlik p-tip.
Shu yo’sinda mazkur yarimo’tkazgich uchun harakatchan zaryad tashuvchilarning qaysi tipi asosiy, qaysinisi asosiy emasligi ta’kidlanadi. Kirishmalar mavjudligidagi (ya’ni kirishmali) elektr o’tkazuvchanliklar kristallda avvalgidek ikki tipdagi tashuvchilar qolaveradi: yarimo’tkazgichga asosan kirishmalar kiritish hisobiga paydo bo’lgan asosiy tashuvchilar va issiqlik harakati taqozo qilgan asosiy bo’lmagan tashuvchilar bo’ladi. Muayyan yarimo’tkazgich uchun ma’lum temperaturada dagi elektronlar soni (konsentratsiyasi) n va kovaklar soni p ko’paytmasi o’zgarmas miqdorlari soni bo’lishini ta’kidlab o’tish lozim. Bu kirishmalarni kiritish hisobiga mazkur tipdagi tashuvchilar konsentratsiyasini bir necha marta orttirib, boshqa tipdagi tashuvchilar konsentratsiyasini o’shancha marta kamaytirish demakdir. Yarimo’tkazgichlaming yuqorida bayon qilinganlardan kelib chiqadigan muhim xossasi ularning temperaturaga va nurlanishga kuchli sezgirligidir. Temperatura ko’tarilgan sari kristallda atomlaming tebranishlari o’rtacha energiyasi ortadi va tobora ko’proq miqdorda bog’lanishlar uziladi. Tobora yangi va yangi elektronlar hamda kovaklar juftlari paydo bo’ladi. Yetarlicha yuqori temperaturalarda xususiy issiqlik o’tkazuvchanlik kirishma o’tkazuvchanligi bilan tenglashadi, hatto undan oshib ketadi. Kirishmalar konsentratsiyasi qancha yuqori bo’lsa, bu effekt shuncha yuqoriroq temperaturada sodir bo’ladi.
Agar yorug’lik kvantlari energiyasi yarimo’tkazgichdagi bog’lanishlarni uzib yuborish uchun yetarli bo’lsa, u holda yarim o’tkazgichli yorug’lik bilan nurlantirib ham bog’lanishlarni uzib yuborish mumkin. Turli yarimo’tkazgichlarda bog’lanishlarni uzish energiyasi turlicha, shuning uchun ular nurlanish spektrining u yoki bu uchastkasini turlicha sezadi.
Yarimo’tkazgichlarning bu eng muhim xossalaridan vazifasi va qo’llanish sohasi turlicha bo’lgan yarimo’tkazgich asboblar yaratishda foydalaniladi. Birinchi bo’lib amaliy qo’llana boshlangan yarimo’tkazgich material selen bo’lgan edi. Hozirgi vaqtda germaniydek yarimo’tkazgichni ortda qoldirib eng ko’p qo’llanilayotgan yarimo’tkazgich — bu kremniydir. Selen, germaniy va kremniy
elementar yarimo’tkazgichlar, ya’ni D. I. Mendeleyev davriy sistemasi elementlari bo’lgan yarimo’tkazgichlar turkumiga taalluqli.
Germaniy va kremniy bilan bir qatorda davriy sistemaning III va V, II va IV, II va VI guruhlari elementlarining murakkab birikmalari tobora keng qo’llanilmoqda. Bu yerda, masalan, galliy bilan margimush (galliy arsenidi), galliy bilan fosfor, kadmiy, simob bilan tellur birikmalarini va boshqa birikmalarni esga olish lozim. Yarimo’tkazgichlarga zarur xossalar beradigan kirishmalar sifatida bor, fosfor, indiy, margimush, surma va boshqa ko’p elementlar ishlatiladi. Yarimo’tkazgichga kiritiluvchi kirishmalarning odatdagi miqdori prosentning o’nli va yuzli ulushlari orasida bo’ladi.
Muntazam kristall panjarali (monokristall) hamda kirishmaning zarur miqdori va taqsimoti qat’iy nazorat qilinuvchi yarimo’tkazgich kristallarni hosil qilish - maxsus tozalikka rioya qilingan sharoitda yuqori darajada aniq va murakkab asbob-uskunalar ishlatiladigan juda ham murakkab texnologik jarayon. Yuqorida bayon qilingan barcha jarayonlarni zonalar nazariyasi yordamida tushuntirish mumkin. Qattiq jismlarning o’tkazuvchanligi kvant nazariyasi zonalar nazariyasiga asoslangan. Qattiq jismlarda elektronlar faqat muayyan qiymatli energiyalarga ega bo’la oladi. Sathlar zonalarni tashkil qiladi, ular bir- biridan zonaga tegishli energiya oraliqlari bilan ajralgan bo’ladi.
Metallarda zonalar yo o’zaro ustma-ust tushgan yoki elektronlar bilan chala to’ldirilgan bo’ladi. Metallda ham elektr maydon ta’sirida elektron sathdan sathga erkin o’tadi, chunki zonadagi sathlar orasidagi masofa elektronning manbaning elektr maydonida oladigan energiyasi esa eV. Sathdan sathga o’tishning osonligi elektronning erkin harakatini bildiradi.
Yarimo’tkazgichlar va izolyatorlarda to’ldirilgan energiya zonasini bo’sh zonadan kengligi bir necha elektronvoltga yetadigan energiya tirqishi taqiqlangan zona ajratib turadi. Bu taqiqlangan zona orqali elektronlar issiqlik energiyasi hisobiga o’tib ketishi mumkin. Temperatura ortishi bilan bunday o’tishlar ehtimoli
ortadi. Shuning uchun temperatura ko’tarilgan sari yarimo’tkazgichlar va dielektriklarning o’tkazuvchanligi oshadi, bu ularning metallardan muhim farqidir. Izolyatorlar vayarimo’tkazgichlarning hir-biridan farqi quyidagicha: izolyatorlarda taqiqlangan zona yarimo’tkazgichlardagidan keng. Bundan tashqari, yarimo’tkazgichlarda kirishma o’tkazuvchanligi muhim rol o’ynaydi, bu holda yarimo’tkazgichning kristall panjarasiga kirib olgan kirishma atomlari tufayli taqiqlangan zonada qo’shimcha sathlar paydo bo’ladi.
Metallarda solishtirma qarshilik (odatda, xuddi shu kattalik bilan qattiq jismning o’tkazuvchanlik xossalari xarakterlanadi) xona temperaturasida Ω*m dan (kumushda) Ω*m gacha (vismutda) oraliqda bo’ladi. Yarimo’tkazgichlar turkumiga solishirma qarshiligi dan Ω*m gacha bo’lgan materiallar kiradi. Izolyatorlar Ω*m gacha solishtirma qarshilikka ega bo’ladi. SI da o’tkazuvchanlik siemens (Sm) birliklarda o’lchanadi.
|
| |