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

2.4. Yarım ótkizgishli ásbaplardıń áhmiyeti.
Yarım ótkizgishli ásbaplardıń payda bolıwı radiotexnikada revolyuciyalıq burılıs jasadı. Olardıń ápiwayılıǵı hám kishkeneligi, mikromodullar sıpatında úziliksiz ráwishte basıp shıǵarıw usılı menen tayarlaw imkaniyatın jarattı. Mikromodullar juqa bet qaǵazlarday bolıp, olarda diodlar, triodlar, qarsılıqlar hám radiosxemanıń basqa elementleri oyıp salınadı. Mikromodullardıń hár qıylı kombinaciyaların dúzip, aldınnan belgilengen parametrge iye radio qurılmalardı jasaw múmkin. Házirgi waqıtta yarım ótkizgishli diodlar, triodlar, rezistorlar qollanılmaytuǵın ásbaplardıń ózi joq esabı. Yarım ótkizgishli termistor (termorezistor) járdeminde temperaturanı ólsheytuǵın detektor, elementar bóleklerdi esaplawshı, fotorezistor-jaqtılıq energiyasın esapqa alıwshı hám kóplegen basqa ásbaplardı isal etip keltiriw múmkin. Kosmos kemeleriniń barlıǵı quyash energiyasın elektr energiyasına aylandırıp beretuǵın yarım ótkizgishli quyash batareyaları menen úskenelengen bolsa, medicina insannıń názik organlarına kirip, onıń xızmetinen maǵlıwmat beretuǵın datshikler ( esapqa alıwshılar) menen úskenelengen. Usı dálillerdiń ózi-aq yarım ótkizgishli ásbaplardıń qollanılıw tarawlarınıń keńligin kórsetip turǵan bolsa da, ele olardıń qollanıw keleshegi júdá keń. Bul tarawdaǵı izleniwler toqtaǵan joq adamzat yarım ótkizgishler fizikasınan kóplegen jańalıqlardı kútpekte.
Tabiyatta sonday zatlar da bolıp, olardıń birlik kólemde elektronlar sanı ótkizgishlerge salıstırǵanda az, biraq izolyator (dielektrik)larǵa salıstırǵanda kóp. Sol sebepli bunday zatlar yarımótkizgishler dep ataladı.
Yarımótkizgish zatlarda temperatura kóteriliwi menen olardıń salıstırmalı qarsılıǵı kemeyedi. Júdá tómen temperaturalarda yarımótkizgish zat dielektrik bolıp qaladı. Jeke ótkizgishlik Yarım otkizgishlerde elektr toǵınıń tabiyatın túsiniw ushın, olardıń dúzilisin biliw kerek. Bunıń ushın quramında hesh qanday sırtqı zatlar bolmaǵan sap kremniy kristalın qarayıq. Siz atom dúzilisi menen tanısqansız. Onda atomda elektronlar qabıq-qabıq bolıp jaylasatuǵının da bilip alǵansız.Kremniy atomında elektronlar qabatlar boyınsha jaylasqanda onıń eń sırtqı qabıǵında tórt elektronı jaylasadı. Qońsı atomlar bir-birin usı elektronlar járdeminde uslap turadı.
Hár bir atom qońsı atom menen óziniń bir elektronı arqalı baylanısadı. Nátiyjede eki atom óz ara eki elektron arqalı baylanısadı. Bunday baylanısıw kovalent baylanıs delinedi.
Yarımótkizgish elektr maydanına kirgizilgende, geweklerdiń kóshiwi júz berip, gewekli ótkizgishlik payda boladı. Tiykarǵı tok tasıwshıları geweklerden ibarat bolǵan aralaspalı yarımótkizgishler p-túrdegi yarımótkizgishler delinedi. Bunday yarımótkizgishlerde elektronlar tiykarǵı bolmaǵan zaryad tasıwshılar esaplanadı.
Qanday da bir yarımótkizgish kristalınıń bir tárepinde n-túrdegi, ekinshi tárepinde p-túrdegi yarımótkizgishti payda eteyik. (1-súwret) Yarımótkizgishtiń orta bóliminde erkin elektronlar tez bos geweklerdi toltıradı. Nátiyjede yarım otkizgishtiń orta bóliminde zaryad tasıwshılar bolmaǵan oblast payda boladı. Bul oblasttıń ózgesheligi dielektriktikindey boladı . Sonlıqtan bul oblast bunnan keyin elektronlardıń p-oblastqa, geweklerdiń n-oblastqa ótiwine tosqınlıq etedi. Sol sebepli ol bekitiwshi qatlam delinedi.
Bul yarımotkizgishti tok deregine jalǵayıq. Dáslep yarımótkizgishtiń p-oblastın derektiń teris polyusine, n-oblastın derektiń oń polyusine jalǵayıq. Bunda elektronlar dereginiń oń polyusine, gewekler teris polyusine tartıladı. Nátiyjede bekitiwshi qatlam keńeyedi. Yarımótkizgish arqalı derlik tok ótpeydi. Bunday halat keri p–n ótiw dep ataladı.
Endi yarımótkizgishtiń p-oblastına derektiń oń polyusin, n-oblastına derektiń teris polyusin jalǵayıq. Bunda elektronlar n-oblasttan iyterilip p-oblastqa tartıladı.
Al, gewekler p-oblasttan iyterilip, n-oblastqa tartıladı. Nátiyjede bekitiwshi qatlam tarayadı hám onnan zaryad tasıwshılar óte baslaydı. (3-súwret) Yarımótkizgishten tok ótedi. Bunday halat tuwrı p– n ótiw delinedi. Tuwrı p–n ótkende yarımótkizgishtiń elektr qarsılıǵı, kerin p–n ótkende salıstırmalı bir neshe ese kishi boladı. Yarımótkizgishte p–n ótiwi sebepli tok tek bir baǵıtta ótedi. Onıń bul qásiyetinen yarımótkizgishli ásbaplarda paydalanıladı.
Yarımótkizgishli diod. Yarımótkizgishlerde p–n ótiwin payda etiw ushın p hám n ótkizgishlikke iye bolǵan eki yarımótkizgishti mexanikalıq tárizde jalǵaw jeterli bolmaydı. Sebebi, bul jaǵdayda olardaǵı aralıq úlken boladı. p hám n ótiwindegi qalıńlıq atomlar arasındaǵı aralıqqa teń bolatuǵın dárejede kishi bolıwı kerek. Sol sebepli donor aralaspaǵa iye bolǵan germaniy monokristalı maydanlarınan birine indiy kepserlenedi. Diffuziya qubılısı sebepli indiy atomları germaniy monokristalı ishine kiredi. Nátiyjede germaniy betinde p-túrdegi ótkizgishke iye bolǵan oblast payda boladı. Germaniy monokristalınıń indiy atomları kirmegen maydanı aldınǵıday n-túrdegi ótkizgishke iye boladı. Aralıq oblastta p–n ótiw payda boladı.
Bir p–n ótkende iye bolǵan yarımótkizgishli ásbapqa yarımótkizgishli diod delinedi. Yarımótkizgishli diodqa jaqtılıq, hawa hám sırtqı elektr, magnit maydanlarınıń tásirlerin kemeytiw ushın germaniy kristalı germetik tuyıq metall qabıqqa jaylastırıladı.
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.