Қазақстан Республикасы Білім және гылым министрлігі Қазақстан Республикасының Ұлттық ядролық орталығы
жүктеу/скачать 4,03 Mb.
|
 - берілген жартылайөткізгіш үшін тұрақты шама. Меншікті жартылайөткізгіштердің үлесті өткізгіштігі температура артқан сайын өсе түседі.
Жартылай өткізгіштердің қоспалық өткізгіштігі. Жартылай өткізгіштердің қоспалар нәтижесіндегі өткізгіштігі қоспалық өткізгіштік, ал жартылай өткізгіштердің өзі қоспалық жартылай өткізгіштер деп аталады. Бұндай өткізгіштік қоспалардан (басқа элементтердің атомдары), сондай-ақ артық атомдар типті, жылулық және механикалық (жарықтар, дислокациялар...) ақаулардан пайда болады. Жартылай өткізгіштерде қоспаның болуы оның өткізгіштінің өзгеруіне көп әсер етеді. Мысал ретінде Si, Ge-ні алайық. Оларға валенттілігі негізгі атомдардың валенттілігінен 1-ге өзгеше болатын атомдар енгізілсін. Германий атомына бес валенттік мүшәлә енгізілсе, бір электрон артық қалып коваленттік байланыс түзе алмайды да, тордың жылулық тербелісі кезінде атомнан оңай ажырап, бос электронға айналады (3.6.1.3а-сурет). Бос электронның пайда болуы коваленттік байланыстың үзілуін болдырмайды, яғни кемтік пайда болмайды. Зоналық теория тұрғысынан қоспалы өткізгіштікті былай түсіндіруге болады: қоспаны енгізу тор өрісінің бұрмалануына әкеледі, соның нәтижесінде D энергетикалық деңгейдің рұқсат етілмеген зонасында валенттік электрондар пайда болады, ол қоспалық деңгей деп аталады. Қарастырып отырған жағдайда бұл деңгей өткізгіштік зонадан  =0,013 эВ қашықтықта орналасады. Сонымен, валенттілігі негізгі атомдардың валенттілігінен 1-ге өзгеше болатын қоспалы жартылай өткізгіштерде токты электрондар тасымалдайды; электрондық қоспалы өткізгіштік (n - типті өткізгіштік) пайда болады. Осындай жартылай өткізгіштер электрондық (немесе n - типті жартылай өткізгіш ) делінеді (3.6.1.3б-сурет).
а) б)
3.6.1.3-сурет Валенттілігі негізгі атомның валенттілігінен бір бірлікке кем қоспалары бар жартылай өткізгіштерде токты кемтіктер тасымалдайды; кемтіктік өткізгіштік (p-типті өткізгіштік) пайда болады, ал жартылай өткізгіштер кемтіктік (p-типті жартылайөткізгіш) делінеді. Жартылай өткізгіштердің валенттік зонасынан электрондарды қармап алатын қоспалар акцепторлар, ал осы қоспалардың энергетикалық деңгейлері –акцепторлық деңгейлер деп аталады. Қоспалы өткізгішті жартылай өткізгіштерде негізінен бір таңбалы зарядтар тасымалданады: донорлық қоспада - электрондар, акцепторлық қоспада – кемтіктер. Бұл токты тасымалдаушылар – негізгілер делінеді. Олармен қатар негізгі емес тасымалдаушылар да болады: n - типті жартылай өткізгіштерде– кемтіктер, p-типті жартылай өткізгіштерде – электрондар. Жартылай өткізгіштерде қоспа деңгейлердің болуы  Ферми деңгейінің орнын айтарлықтай өзгертеді: n-типті жартылай өткізгіштерде  деңгейі 0К–де өткізгіштік зонасы мен донорлық деңгей аралығында орналасады. (3.6.1.4-сурет). Температура артқан сайын донорлық күйден өткізгіштік зонасына ауысатын электорндардың саны арта түседі, сонымен қатар, валенттік зонадағы электрондарды қоздырып, оларды рұқсат етілмеген зонадан аттап кетуге жеткілікте энергия беретін жылулық флуктуациялар саны да арта түседі. Сондықтан өте жоғары температураларда Ферми деңгейі төмен сырғи отырып өзінің рұқсат етілмеген зонадағы шекті мәніне жетеді (бұл жағдай меншікті жартылай өткізгіштерге тән).
3.6.1.4-сурет p-типті жартылай өткізгіштерде деңгейі 0К–де валенттік зонаның төбесі мен актцепторлық деңгейдің арасында орналасады. Қисық сызық оның температураға байланысты ығысатындығын көрсетеді ( 3.6.1.5-сурет).
3.6.1.5-сурет Жартылай өткізгіштердің электромагниттік сәулелену нәтижесінде электрөткізгіштігінің артуын фотоөткізгіштік деп атайды. жүктеу/скачать 4,03 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|