Қазақстан Республикасы Білім және гылым министрлігі Қазақстан Республикасының Ұлттық ядролық орталығы

жүктеу 28,96 Mb.

бет	265/307
Дата	04.12.2017
өлшемі	28,96 Mb.
	#3096

1 ... 261 262 263 264 265 266 267 268 ... 307

Жартылай өткізгіштердің меншікті өткізгіштігі. Жартылай өткізгіш деп Т=0 температурада өткізгіштік зонамен өте жіңішке (

=1эВ шамасында) рұқсат етілмеген зонамен ажыратылған валенттік зонасы түгелдей электрондармен толтырылған қатты денені айтады. Табиғатта жартылайөткізгіштер элементтер (Si, Ge, As, Se, Te) және химиялық қоспалар (оксидтер, сульфидтер, селендер...) түрінде кездеседі. Оларды меншікті және қоспалық жартылай өткізгіштер деп бөледі. Меншікті өткізгіштерге химиялық таза жартылай өткізгіштер жатады, олардың өткізгіштігі меншікті өткізгіштік деп аталады. Т=0 температурада және басқа сыртқы факторлар болмаған жағдайда жартылайөткізгіштер диэлектриктерге айналады. Температура артқан сайын электрондар I валенттік зонаның жоғарғы деңгейінен төменгі II өткізгіштік зонаға ауысуы мүмкін (3.6.1.2а- сурет).

Кристалға электр өрісі түсірілсе электрондар өріске қарсы қозғалып электр тоғын тудырады. Нәтижесінде II зона өткізгіштік зонаға айналады. Меншікті өткізгіштердің электрондар арқылы пайда болған өткізгіштігі электрондық өткізгіштік немесе n - типті өткізгіштік деп аталады. Жылулық алмасулар нәтижесінде электрондар I зонадан II зонаға ауысатындықтан валенттік зонада бос күйлер пайда болады, оларды кемтіктер деп атайды. Сыртқы электр өрісінде электрондардан босаған орынға – кемтікке – келесі деңгейдегі электронның ауысып келуі мүмкін, ал электрон тастап кеткен жерде кемтік пайда болады, т.с.с. Осындай кемтіктерді электрондармен толтыру процесі кемтіктердің электрондардың қозғалысына қарсы бағытта орын ауыстыруымен бірдей. Бұл жағдай кемтіктердің заряды оң, шамасы электрондардың зарядына тең болғанда орындалады. Меншікті жартылай өткізгіштердің квазибөлшектер-кемтіктер нәтижесінде болатын өткізгіштігі кемтіктік өткізгіштік немесе p-типті өткізгіштік деп аталады. Сонымен меншікті жартылай өткізгіштерде өткізгіштіктің екі механизмі байқалады: электрондық және кемтіктік. Өткізгіштік зонадағы электрондардың саны валенттік зонадағы кемтіктер санына тең болады, сәйкес электорндар мен кемтіктердің концентрациялары да тең:

Жартылай өткізгіштердің өткізгіштігі әрқашанда қозған болады, себебі ол тек сыртқы факторлардың нәтижесінде пайда болады (температура, сәулелендіру, өте күшті элект өрісі, т.т.). Меншікті жартылай өткізгіштерде Ферми деңгейі рұқсат етілмеген зонаның ортасында орналасады (3.6.1.2б- сурет).

а) б)

3.6.1.2- сурет).

Электронды валенттік зонаның жоғары деңгейінен өткізгіш зонаның төменгі деңгейіне ауыстыру үшін

рұқсат етілмеген зонаның еніне тең активация энергиясы жұмсалады. Меншікті жартылай өткізгіштердегі Ферми энергиясы - электрондар мен кемтіктерды қоздыратын энергия

(3.6.1.1)

бұл формуладан шынында да меншікті жартылай өткізгіштерде Ферми деңгейі рұқсат етілмеген зонаның ортасында орналасатындығы көрінеді. Меншікті жартылайөткізгіштердің үлесті өткізгіштігі мынадай:

(3.6.1.2)

мұндағы

жүктеу 28,96 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 261 262 263 264 265 266 267 268 ... 307