Шала өткізгіштердің зоналық диагараммалары
p- текті n-текті
Өткізгіштік
зона
электрондар
Иондалған донорлар
Тыйым салынған зона
Ферми деңгейі
Иондалған акцепторлар
Валенттік зона
Кемтіктер
1.1 сурет
мықты байланыс түзеді де, ал толмай қалған төртінші байланысы жақын орналасқан атомдардың бірінен алынған электронмен толтырылады (1.2 сурет).
Сөйтіп элетронынан айрылған атомда кемтік пайда болады. Сыртқы электр өрісінде кемтік өріс бағытында бір атомнан келесі көршілес атомға көшеді. Осылайша кемтіктің өріс бағытында «орын ауыстыруы» жалғаса береді. Демек, текті шала өткізгіштерде негізгі заряд тасымалдаушылар кемтіктер.
кемтік
1.2 сурет
Жалпы шала өткізгіштегі заряд тасымалдаушылардың концентрациясына пропорционал:
.
(1.3)
текті шала өткізгіш алу үшін 4 валентті шала өткізгішке (кремний – Si) қоспа ретінде 5 валентті мышьякты (As) енгізеді. Мышьяктың сыртқы электрондық қабатында 5 электроны бар. текті кремнийдің кристалдық торынан орын алған мышьяк қөршілес кремнийдің 4 атомымен сыртқы қабатындағы 4 электронымен алмасып коваленттік байланыс түзеді, ал бесінші электронының атоммен байланысы әлсіз болады (1.3 сурет). Ол бөлме температурасының өзінде атомнан үзіліп еркін электронға айналуы мүмкін. Осылай пайда болған еркін электрондар сыртқы электр өрісінде заряд тасымалдау процесін жүзеге асырады. Демек, текті шала өткізгіштерде негізгі заряд тасымалдаушылар – электрондар.
Еркін электрон
1.3 - сурет
Сол себепті, электр өткізгіштік температураның көтерілуіне байланысты жылдам өседі, ол мына заңдылың бойынша өзгереді:
,
(1.4)
мұндағы
өткізгіштің тегіне қатысты коэффтциент,
тұрақты шама.
Қоспалы шала өткізгіштер үшін олардың мешікті электр өткізгіштігі:
,
(1.5)
.
(1.6)
Мұндағы
,
шамалары берегендер мен алағандардың
активтендіру
энергиялары
деп аталады. Шала
өткізгіштердің меншікті өткізгіштігі
үлкен емес, себебі еркін электрондардың
саны аз. Мысалы, бөлме температурасындағы
қатты денелердің бірлік көлемдегі
атомдарының саны жуық шамамен
,
бұл өте көп сан, ал германийдің еркін
электрондарының концентрациясы
шамасында ғана. Бұл салыстырмалы тұрғыда
өте аз шама.
Ал, жоғарыдағы (1.4),
(1.5)
және
(1.6)
өрнектерден
температура артқан сайын шала
өткізгіштердің меншікті
кедергісі кемитінін оңай байқауға
болады:
,
(1.7)
Ал, қоспалы шала өткізгіштер үшін олардың кедергісі:
,
(3.12)
.
2-дәріс: . p-n ауысудың қалыптасуы. Диодттар. Вольт - амперлік сипаттамалары
Дәрістің мақсаты: p-n ауысудың қалыптасу механизмі және диодттың физика-техникалық мән мағнасымен. вольт - амперлік сипаттамаларымен танысу.
Түйін сөздер: - және текті шала өткізгіштерді түйісуін ауысу деп атайды.
және текті шала өткізгіштерді түйістірген кезде, шекара аймағындағы текті шала өткізгіштің еркін электрондары диффузия нәтижесінде текті шала өткізгіш аймағына көшіп, бұл аймақтағы кемтіктермен рекомбинациялана бастайды. Нәтижесінде текті шала өткізгіште алаған қоспаларға қоныстанған электрондар осы аймақта теріс зарядталған қабат түзеді. Ал, электрондарынан айырылған текті шала өткізгіште оң зарядталған береген иондар оң зарядталған қабат түзеді. Қоспалар шекарасында тектіден тектіге қарай бағытталған Еі ішкі электр өрісі пайда болады. Көшкен электрондардың саны артқан сайын Еі ішкі өріс кернеулігі де артып электрондардың көшуін тоқтатады. Сөйтіп, « » аймақтағы
