Nókis 2021 Tema: Yarım ótkizgishli fotoqarsılıqlar temasın ótiwde informaciya texnologiyaların qollaw Reje

2.3. Yarımótkizgishli fotoqarsılıqlar temasın ótiwde informaciya texnologiyaların qollaw.
Yarım ótkizgishlerdiń elektr ótkiziwsheńlikligi metallardıń elektr ótkiziwsheńliginen tómen, al dilektriklerden joqarıraq. Tábiyatta yarım ótkizgish elementler hám yrım ótkizgishli ximiyalıq birikpeler bar. Sonıń ushın da olar menshikli hám aralaspalı yarım ótkizgishlerge bólinedi. Ximiyalıq taza yarım ótkizgishlerge menshikli yarım ótkizgishler, al ótkiziwsheńligine menshikli ótkizgishlik delinedi. Olarǵa germaniy –De, selen—Se hám geypara ximiyalıq birikpeler kiredi.
0 K de hám basqa sırtqı sebepler bolmaǵanda menshikli yarım ótkizgishler ózlerin dilektriklerdey tutadı. n-tipli ótkiziwsheńlik . Temperatura artıwı menen valent zonasınıń joqarı qáddindegi elektronlar ótkizgish zonasınıń tómengi qáddine sekirip ótedi
(8-súwret). 8-súwret
Al kristalǵa elektr maydan qoyılǵanda olar maydanǵa qarsı háreketke kelip, elektr togın payda etedi. Menshikli yarım ótkizgishlerdiń elektron menen baylanısı ótkizgishlik elektron ótkiziwsheńlik n-tip (grekshe negate ve-teris sózine tiykarlanıp) ótkizgishlik dep ataladı.
p-tipli ótkiziwsheńlik. Elektronlar sekirip ótkizgish zonasına ótip ketkennen soń valentlik zonada bos orınları qalıp, olardı tesiksheler dep ataydı. Sırtqı elektr maydanı tásirinde elektronnıń bos ornı-tesiksheni qońsı qáddidegi basqa elektron iyelewi múmkin. Bunda tesikshe kóshken elektronnıń ornına ótedi. Bul process dawam etetuǵın bolsa, onda tap tesikshe elektronlar qozǵalıs baǵıtına qarsı baǵıtta kóship júrgen sıyaqlı boladı. Yaǵnıy zaryadı elektron zaryadına teń,belgisi oń bolǵan zaryadtıń kóshiwi júz bergendey boladı. Menshikli yarım ótkizgishler kvazi bóleksheler - tesiksheler qozǵalısı menen baylanıslı ótkiziwsheńligi tesiksheli ótkiziwsheńlik yamasa p-tip (grekshe positive-oń sózine tiykarlanǵan) ótkiziwsheńlik dep ataladı.
Ximiyalıq taza yarım ótkizgishlerde ótkizgish zonasına ótken elektronlar sanı valentlik zonada payda bolǵan tesiksheler sanına teń boladı hám olardıń hár ekewide elektr togın payda etiwde qatnasadı. Sonıń menen birge elektronlardıń háreketsheńligi tesiklerdiń háreketsheńligine qaraǵanda úlken bolǵanlıǵı ushın tesikshelik tok ulıwma toktıń yarımına teń bolalmaydı. Sonday bolsada , yarım ótkizgishlerdiń salıstırmalı ótkiziwsheńligi elektronlı hám tesiksheli ótkiziwsheńliklerdiń qosındısınan ibarat boladı. Zaryad tasıwshılar, yaǵnıy elektronlar hám tesiksheler menshikli zaryad tasıwshılar bolǵanlıǵı ushın da júzege keltiretuǵın ótkiziwsheńlikke menshikli ótkiziwsheńlik delinedi.
Joqarıda aytıp ótilgenindey, yarım ótkizgishlerdiń ótkiziwsheńligi elektronlar hám tesikshelerdiń koncentraciyası hám olardıń háreketsheńligine baylanıslı. Sonıń ushın da hárqıylı usıllar menen yarım ótkizgishlerdegi zaryad tasıwshılar sanın kóbeytiwge háreket etedi. Bunday usıllardan biri aralaspalar kiritiw. Yarım ótkizgishlerdiń kópshiligine aralaspalar kiritilip, olardıń elektr ótkiziwsheńligi jaqsılanadı. Aralaspalar eki túrli: donor hám aktseptor bolıwı múmkin.
Donorlıq aralaspalar. Eger tórt valentli germaniydiń kristall pánjeresine bes valentli elektronlı mıshyak, surma hám usıǵan uqsas zatlardıń atomları aralaspa túrinde kiritilse, onda yarım ótkizgishtegi elektronlardıń konsentraciyası keskin artadı. Buǵan sebep aralaspa atom elektronlarınıń tórtewi germaniy atomı menen ximiyalıq baylanıs payda etiwde qatnasıp, besinshi elektronnıń bos qalıwı boladı. Nátiyjede onıń óz atomı menen baylanısı júdá hálsiz bolıp, onı ańsat ǵana taslap ketiwi hám erkin elektronǵa
9-súwret 10-súwret

aylanıwı múmkin ( 9-súwret). Solay etip, bul jaǵdayda aralaspa atomlar óz elektronların beredi, yaǵnıy elektronlar donorı boladı hám sonıń ushın da donor aralaspa dep ataladı. Donor aralaspa elektr ótkiziwsheńlik erkin elektronlar qozǵalısınıń nátiyjesi bolǵanlıǵı sebepli oǵan elektronlı yamasa n- tipli ótkiziwsheńlik dep ataladı.

Aktceptorlıq aralaspa. Eger germaniydiń kristall pánjeresine úsh valentli indiy, galliy hám usıǵan uqsas zatlardıń atomları aralaspa túrinde kiritilse onda yarım ótkizgish ótkiziwsheńliginiń xarakterleri ózgeredi. Buǵan sebep germaniydiń atomı menen jup elektron baylanıs payda etiw ushın indiy atomında bir elektron jetispeydi. Basqasha aytqanda bul eki atom arasında toltırılmaǵan valentli baylanıs, yaǵnıy tesikshe júzege keledi hám sonıń ushın da aralaspaǵa aktseptorlıq aralaspa delinedi (10-súwret). Kristalldaǵı tesiksheler sanı aralaspa atomlar sanına teń boladı. Aktseptorlıq aralaspada elektr ótkiziwsheńlik tesiksheler qozǵalısınıń nátiyjesi bolǵanlıǵı sebepli oǵan tesiksheli yamasa p-tipli ótkiziwsheńlik delinedi.
Yarım ótkizgishler ótkiziwsheńliginiń temperaturaǵa baylanıslılıǵı. Temperatura artıwı menen metallardıń elektr ótkiziwsheńliginiń tómenleytuǵını hám buǵan sebep molekulalar menen kóbirek soqlıǵısıwı nátiyjesinde elektronlar qozǵalıwshańlıǵınıń tómenlewi bolıp tabılatuǵını bizge belgili. Yarım ótkizgishlerde temperaturanıń artıwı menen metallardaǵı sıyaqlı sebepler boyınsha elektronlar hám tesikshelerdiń qozǵalıwshańlıǵı tómenleytuǵın bolsa da, ol áhimiyetli rol oynamaydı. Sebebi yarım ótkizgishler qızıwı menen valentlik elektronlardıń kinetikalıq ensegiyası artadı hám olar qadaǵan etilgen zonadan óte alıw qábiliyetine iye boladı. Nátiyjede erkin elektronlardıń sanı artıp yarım ótkizgishtiń elektr ótkiziwsheńligi jaqsılanadı.
Sonıń menen birge tómen temperaturada metallar hám yarım ótkizgishler arasındaǵı ayırmashılıq kúsheyedi, sebebi yarım ótkizgishlerdiń ótkiziwsheńligi tómenleydi. Demek, tómen temperaturalarda yarım ótkizgishler dielektriklerge uqsap ketedi, olar arasındaǵı ayırmashılıq kemeyedi.
Yarım ótkizgishler jaqtırtılǵanda elektr ótkiziwsheńligi jaqsılanadı. Bunıń sebebi jaqtılıq tásirinde qosımsha zaryad tasıwshılardıń payda bolıwı. Olar Tómendegi processler nátiyjesinde júzege keliwi múmkin:
1) Jetkilikli dárejedegi úlken energiyaǵa iye bolǵan jaqtılıq valentlik zonadaǵı elektrondı ótkizgishlik zonasına ótkizedi qoyadı. Nátiyjede erkin elektronlar tesiksheler sanı artadı, yaǵnıy yarım ótkizgishtiń menshikli ótkiziwsheńligi jaqsılanadı;
2) Jaqtılıq valentlik zonadaǵı elektrondı aktseptor aralaspaǵa shıǵaradı hám valentlik zonada qosımsha tesiksheler payda boladı.
Diod. Eki yarım ótkizgish kontaktınıń bir tárepleme ótkizgish qásiyetine iye ekenligi olardı ózgermeli toktı tuwrılaw ushın qollanıwǵa imkan beredi. Bir p-n-ótkeli bar bolǵan yarım ótkizgishli ásbapqa yarım ótkizgishli diod delinedi. Diodtıń jumıs principin túsiniw ushın p-n kontakttı úyreneyik (11-súwret). p-hám n-tipli ótkizgishke iye yarım ótkizgishler bir-birine tiygizilse, elektronlerı kóp sanda bolǵan p-oblasttan n- oblastqa tesikshelerdiń ótiwi (diffuziyası) júzege keledi. Nátiyjede olar ortasında kontakt potenciallar ayırması payda boladı. Elektronlar hám tesiksheler yarım ótkizgishler shegarasında diffuziyanıń jáne de dawam etiwine tosqınlıq etetuǵın irkiwshi potencialdı júzege keltiredi.