Yarim o’tkazgichlar. Yarim o’tkazgichli materiallar. Yarim o’tkazgichlarda o’tkazuvchanlik p-n o’tish

Fizikaviy elektronika asoslari (amaliyot 10 soat) 1-dars

Yarim o’tkazgichlar.Yarim o’tkazgichli materiallar. Yarim o’tkazgichlarda o’tkazuvchanlik. p-n o’tish.

Yarim o’tkazgichlar.

• 
  Yarim o’tkazgichlar.
  
• 
  Yarim o’tkazgichli materiallar.
  
• 
  Yarim o’tkazgichlarda elektr o’tkazuvchanlik.
  
• 
  p-n o’tish.
  

REJA:

Yarimo’tkazgichlar.

Moddalarni elektr o’tkazuvchanlik xususiyatlarini tekshirib, ularni uch turga ajratish mumkin:

1.Elektr tokini yaxshi o’tkazuvchi moddalar - o’tkazgichlar deb ataladi. O’tkazgichlarga asosan metallar kiradi. Bu moddalar solishtirma elektr qarshiligi 10-6–10-8Om m atrofida bo’ladi.
2. Elektr tokini o’tkazmaydigan moddalar- bular dielektriklar deb ataladi. Rezina, plastmassa, toza suv kabilar dielektrik-lardir. Dielektriklarda solishtirma elektr qarshiligi 1010 1016 Om m atrofida bo’ladi.
3. O’tkazuvchanligi o’tkazgichlar bilan dielektriklar orasida bo’lgan moddalar – yarim o’tkazgichlar deyiladi. Ular elektr tokini yaxshi o’tkazmaydi, ammo dielektrik ham deb bo’lmaydi, chunki elektr tokini durustgina o’tkazadi. Shuning uchun bunday moddalar yarimo’tkazgichlar deb ataladi.

Yarim o’tkazgichli materiallar

Mendeleyev davriy jadvalining IV gruppasiga kiruvchi germaniy-Ge, kremniy-Si, selen -Se shuningdek, III va V gruppasidagi elementlarning kimyoviy birikmasidan hosil bo’lgan murakkab moddalar: arsenid-galliy-GaAs, fosfit-galliy – GaP va shunga o’xshash moddalar yarim o’tkazgichlardir. Yarimo’tkazgichlarning solishtirma qarshiligi 10-6+1010 Om·m atrofida bo’ladi.

Yarim o’tkazgichlar tuzilishi

Yarim o'tkazgichning tipik vakili bo'lgan germaniyni qaraylik. Uning tartib nomeri 32 va to'rtta elektron qobig'i mavjud: 1-qobiqda 2 ta; 2-qobiqda 8ta, 3-qobiqda 18 ta,4- qobiqda esa 4 ta elektron joylashgan. Uchta ichki qobiqdagi elektronlar turg'un bo'lib, kimyoviy reaksiyalarda ishtirok etmaydi. Oxirgi to'rtinchi qobiqdagi elektronlar esa atom yadrosi bilan juda kuchsiz bog'langan. Aynan shu elektronlar elementning boshqa atomlarining nechtasi bilan kimyoviy bog'lanishga kira olish qobiliyatini ko'rsatib, mazkur elementning valentligini aniqlaydi. Shuning uchun ham oxirgi qobiqdagi elektronlarga tashqi yoki valentli elektronlar deyiladi. Tashqi qobig'ida to'rtta elektroni mavjud bo'lgan germaniyning valentligi to'rtga teng. Mazkur atomga boshqa atomlar yaqinlashganida valent elektronlar boshqa atomning valent elektronlari bilan oson ta'sirlashadi va kimyoviy bog'lanish hosil qiladi. Atom qobig'iga ma'lum energiya berilganda atomnig ionlashuvi ro'y berishi mumkin.

Aynan so'nggi qobiqdagi elektronni ozod qilish uchun eng kam energiya taqozo qilinadi. Germaniy, kremniy va yarim o'tkazgichlarning boshqa bir qancha vakillari kristall moddalar hisoblanadi. Ularning atomlari ma'lum qonuniyatlarga muvofiq joylashgan bo'ladi.

Yarim o’tkazgichlarda elektr o’tkazuvchanlik.

Yarimo`tkazgichlar — elektr tokini yaxshi o`tkazuvchi moddalar (o`tkazgichlar, asosan, metallar) va elektr tokini amalda o`tkazmaydigan moddalar (dielektriklar) orasidagi oraliq vaziyatni egallaydigan moddalar. Mendeleyev davriy sistemasida II, III, IV, V va VI guruhlarda joylashgan ko`pchilik elementlar. ularning bir qator birikmalari yarimo'tkazgichlar jumlasiga kiradi. Yarim o’tkazgichlarda ham metallardagi kabi elektr o`tkazuvchanlik elektronlarning harakati tufayli yuzaga keladi. Biroq elektronlarning harakatlanish sharoitlari metallar va Yarim o’tkazgichlarda turlicha bo`ladi. Ya. quyidagi asosiy xususiyatlarga ega: Ya.ning elektr o`tkazuvchanligi t-ra ko`tarilishi bilan ortib boradi (mas, t-ra 1 K ga ortganda Ya.ning solishtirma o`tkazuvchanligi 16—17 marta ortadi); Ya.ning elektr o`tkazuvchanligida erkin elektronlardan tashqari atom bilan bog`langan elektronlar ham ishtirok etadi (ba`zi hollarda bog`langan elektronlar asosiy rol o`ynaydi); sof Ya.ga oz mikdorda qo`shilma kiritib, uning o`tkazuvchanligini keskin o`zgartirish mumkin (mas, 0,01% qo`shilma kiritilganda Ya. ning o`tkazuvchanligi 10000 marta ortib ketadi).

Xususiy o’tkazuvchanlik

Kovakli (p-tipli) o’tkazuvchanlik

Erkin kovaklar hosil qiluvchi kirishmalarga akseptorli kirishma deyiladi. Bunday kirishmali yarim o’tkazgich esa p-tipli yarim o’tkazgich deyiladi

(posetive – ijobiy, musbat ma’noni bildiradi).

Elektronli (n-tipli) o’tkazuvchanlik

Erkin elektronlar hosil qiluvchi kirishmalarga donorli kirishma deyiladi. Bunda kirishmali yarim o’tkazgich esa n-tipli yarim o’tkazgich deyiladi

(negative – salbiy, manfiy ma’noni bildiradi).
n- tipli ya’rim o’tkazgichda tokni asosan elektronlar hosil qiladi

p-n o’tish

Agar bir yarim o’tkazgichda p- va n- o’tkazuvchanliklar yonma yon hosil qilinsa p-n o’tish sodir bo’ladi.

p-sohaga musbar n-sohaga manfiy kuchlanish berilsa to’g’ri ulanish deyiladi,
p-sohaga manfiy n-sohaga musbat kuchlanish berilsa tesskari ulanish deyiladi.
Muhimi shiki p-n o’tishdan o’tayotgan elektronlar yoki musbat kovaklar o’rniga elektrodlardan boshqalari kelishi zarur-ya’ni oqim (tok) bo’lishi lozim. Shunda p-n o’tishdan doimiy tok oqadi.

p-n o’tish VAX si.

Teskari ulanish
Этим объясняется тот факт, что при обратном включении ток через p-n переход практически не проходит (на самом деле ток есть, но во много раз меньше, чем при прямом включении). Это свойство p-n перехода пропускать ток в одном направлении и не пропускать в противоположном широко используется для выпрямления переменного тока.

Yarim o’tkazgichli diod

http://fayllar.org