Ж
104
∑
ЖАЗЫҚТЫҚ – ЖЫЛУ ТАСЫҒЫШ
332
333
өткізгіштер электрондарды өзіне тартып кемтіктерді толтырады. Кемтікті толтырған
әлгі көршілес электронның орны босап қалатындықтан тағы бір «кемтік» пайда
болады. Осылайша кемтіктер оң зарядты ағын тудырады, бұл ағын электронның
қозғалу бағытына қарама-қарсы ағады. Осы өткізгіштік р
-типті («positive – оң» де-
ген сөздің алғашқы әрпіне сәйкес) деп аталған. Жартылайөткізгіштердегі екі типті
негізгі емес заряд тасушылар (электрондар р-типті жартылайөткізгіштерде және
кемтіктер n-типті жартылайөткізгіштерде) негізгі заряд тасушылардың бағытына
қарама-қарсы бағытта токты қолдайтын болады.
Жартылайөткізгіштерде сыртқы электр өрісі түсірілген кезде заряд
тасушылардың бағытталған қозғалысы (ығуы) пайда болады, осыдан
электр
тогы туады. Заряд тасушыларға перпендикуляр сыртқы магнит өрісі ықпал
еткенде электр өрісінде ығып жүрген әлгі заряд тасушылар Лоренц күшінің
ықпалымен көлденең бағытқа ауытқиды. Осы жайттан Холл эффектісі және басқа
гальванимагниттік құбылыстардың тууына әкеп соғады.
Жартылайөткізгіштердің металдармен жанасуынан кейде
ток түзеткіштік
қасиет пайда болады, яғни токты бір бағытта өткізетін болады. Бұл құбылыс
заряд тасушылардың шоғырларының өзгеруіне немесе типінің жанасу аймағына
жақын аралықта өзгеруіне және жанаспалық потенциалдар айырымының пайда
болуына байланысты туады. Жанаспаға түсірілген кернеу оның таңбасына тәуелді
заряд тасушылардың санын көбейтеді немесе азайтады, сол себепті жанаспаның
кедергісі тура және кері бағыттарда әрқилы болады. Күшті электр өрісінде (~100
– 1000 В/см) заряд тасушылардың энергиялар бойынша үлестірілуінің өзгеруі
мүмкін. Бұл заряд тасушылардың орташа энергиясының (қыздырылуына) артуына
әкеп соғады. Заряд тасушылардың қыздырылуы Ом заңынан ауытқуды тудырады.
Электр өрісі валенттік электронды өткізгіштік зонаға тікелей «лақтыра» алады,
яғни электрондық-кемтіктік жұпты шығарады (таратады). Осы эффект электрон-
ды сыртқы өрістің ықпалымен тыйым салынған зона арқылы «сіңірумен» байла-
нысты. Бұл эффект әдетте тек өте күшті өрістерде ғана байқалады. Кей жағдайларда
күшті
өрістер туннельдік эффектісі кейбір аспаптардың (туннельдік диод) си-
паттамаларын анықтайды.
Жартылайөткізгіштер заттардың ерекше типі ретінде ХІХ ғасырдың соңынан
бастап белгілі болғанымен, тек қатты денелердің кванттық теориясының да-
муына байланысты оның ерекшеліктері айқындала бастады (1931 жылы,
Уил-
сон, АҚШ). Ол кезге дейін металл-жартылайөткізгіштер жанаспасы бойынша
токты түзету эффектісі-фотоөткізгіштік ашылған және жартылайөткізгіштер
негізінде алғашқы аспаптар жасалған болатын. 1923 жылы кеңес физигі О.
Лосев
жартылайөткізгіштер-металл жанаспасын тербелістерді күшейтуге және өндіруге
Ж
104
∑
ЖАЗЫҚТЫҚ – ЖЫЛУ ТАСЫҒЫШ
332
333
арналған кристалдық детекторда пайдалану мүмкіндігін дәлелдеген. Осыдан
кейінгі жылдары кристалдық детекторларды электронды шамдар ығыстырған-ды.
1948 жылы американ физиктері Джон
Бардин (1908 – 1991), Уолтер Браттейн
(1902 – 1987), Уильям
Шокли (1910–1989)
транзистор жасаған. Сол жылдардан
бастап жартылайөткізгіштер (Ge және Si-германий және кремний) кеңінен пай-
даланыла бастады. Жартылайөткізгіштердегі еріксіз сәуле шығаруы ашылған соң
жартылайөткізгіштердің оптикалық қасиеттерінің болатыны ашылды. Бұл жайт
жартылай өткізгіштік р – n ауысулы лазерлер жасауға [Р.
Холл, (АҚШ) және Б.Бул,
А.
Шатов] әкелді. Сонан соң Жорес Алферов (1930 жылы туған) гетероауысулар
негізінде лазер жасады.
Жартылайөткізгіштердің транзисторлар жасауда кең пайдаланылуына олардың
дұрыс кристалдық торларының өте әлсіз дәрежеде бұзылуы себеп болған. Тран-
зистор дайындау кезінде негізгі элемент – кремнийге немесе германийге – жа-
санды түрде аздаған мөлшерде қоспалық элемент ендіріледі. Негізгі элементтің
атомдарымен салыстырғанда қоспалық атомдардың электрондары көп немесе,
керісінше аз болады. Нәтижесінде электрондар артық немесе жетіспейтін жағдай
туады (электрондардың жоқтығы «кемтік» деп аталған). Артық электрондардың
немесе кемтіктердің қозғалысы материалға ерекше электрлік қасиет береді.
Егер жартылайөткізгіште электрондар артық болса, онда оның ток тасушыла-
ры теріс зарядталған, ал жартылайөткізгіштің өзі n-типке жатады. Егер де онда
оң зарядталған ток тасушылар болып табылатын кемтіктер көп болса, онда
жартылайөткізгіш р-типке жатпақ.
Компенсацияланған жартылайөткізгіш – құрамында донорлар мен акцеп-
торлар болатын жартылайөткізгіш.
Айныған жартылайөткізгіш – ток тасушылары көп шоғырланған
жартылайөткізгіш.
Магниттік жартылайөткізгіш – төменгі температуралар кезінде құрамына рет-
телген магниттік құрылым түзетін ауыспалы немесе сирек кездесетін элементтер
енетін жартылайөткізгіш материал.
Қоспалы жартылайөткізгіш – жасанды түрде қоспалар енгізілген
жартылайөткізгіш.
Өздік жартылайөткізгіш – химиялық таза жартылайөткізгіш.
n
-типті жартылайөткізгіш – электрондық өткізгіштігі болатын
жартылайөткізгіш.
р
-типті жартылайөткізгіш – кемтіктік өткізгіштігі болатын жартылайөткізгіш.
