82
2.8. YARIMKEÇİRİCİ DİOD. TRANZİSTOR
İki yarımkeçirici kristalın, p - və n-tip kristalların toxunma hissəsində elektron-
deşik keçidi (və ya p-n keçidi) yaranar.
Bu zaman n-tip kristaldan elektronlar, p-tip kristaldan isə deşiklər hərəkətə
gələrək toxunma sərhədindən qarşı tərəflərə diffuziya edəcək. Nəticədə yarım-
keçirici kristalın p-n keçidində müxtəlif işarəli yüklərin toplandığı ikiqat tə-
bəqə yaranacaqdır.
İkiqat təbəqənin yükləri arasında yaranan elektrik sahəsi
(E
) kristalla-
rın toxunduğu
ab sərhədində elektronların n-hissədən p-hissəyə, deşik-
lərin isə p-hissədən n-hissəyə sonrakı keçidlərinin qarşısını alır
(a)
.
p-n
keçidinə malik kristal sabit cərəyan dövrəsinə qoşularsa, o, cərəyanı yal-
nız bir istiqamətdə yaxşı keçirəcəkdir.
Əgər kristalın
n-tip hissəsi cərəyan mənbəyinin mənfi,
p-tip hissəsi isə
müsbət qütbünə birləşdirilərsə, mənbəyin yaratdığı elektrik sahəsinin tə-
siri ilə n-tip kristaldan elektronlar, p-tip kristaldan isə deşiklər bir-birinə
qarşı,
ab sərhədinə doğru hərəkət edəcək. Sərhədi keçən elektronlar deşik-
ləri dolduraraq
ab sərhədinin
l qalınlığını və deməli, kristalın ümumi elek-
trik müqavimətini azaldacaqdır
(b)
. Belə birləşmə düz keçid adlanır, döv-
rədən elektrik cərəyanı maneəsiz keçir.
Əgər kristalın
n-tip hissəsi cərəyan mənbəyinin müsbət,
p-tip hissəsi isə
mənfi qütbünə birləşdirilərsə, mənbəyin yaratdığı xarici elektrik sahəsinin
təsiri ilə n-tip kristaldan elektronlar, p-tip kristaldan deşiklər qarşılıqlı əks
istiqamətlərə,
ab sərhədindən kristalın əks uclarına doğru hərəkət edəcək.
Nəticədə
ab sərhədindəki ikiqat təbəqənin qalınlığı və deməli, kristalın
ümumi elektrik müqaviməti artacaq
(c)
. Bu halda dövrədən, demək olar,
elektrik cərəyanı keçmir: tərs keçid baş verir.
Yarımkeçirici diod – bir p-n keçidindən və elektrik dövrəsinə birləş-
dirmək üçün iki kontaktdan ibarət cihazdır. p-n keçidinə malik yarımke-
çirici diod sabit cərəyanı yalnız bir istiqamətdə keçirir. Yarımkeçirici
diodun biristiqamətli keçiriciliyi elektrik dövrələrində sxematik olaraq xü-
susi
işarə ilə göstərilir
(d)
.
Barselona universitetinin (İspaniya) alimləri
2017-ci ildə Si təbəqəsində yerləşdirilən bir mo-
lekulun yarımkeçirici diod kimi işlədiyini nü-
mayiş etdirdilər. Nonadien-1,8 adlandırılan bu
molekul 9 karbon, 12 hidrogen atomundan
(
)
təşkil olunmuşdur
(e)
.
Beləliklə, hətta molekulyar elektronika miqya-
sına görə dünyada ən kiçik olan bu diodun müs-
bət xüsusiyyəti onun otaq temperaturunda işlə-
yə bilməsidir. Mənfi cəhəti isə stabil işləmə
müddətinin çox qısa olmasıdır.
Mənbə: Albert C. Aragonès, Nadim Darwish, Simone
Ciampi, Fausto Sanz, J. Justin Gooding & Ismael Díez-
Pérez. Single-molecule electrical contacts on silicon
electrodes under ambient conditions // Nature Communi-
cations
. 2017. 8. DOI:10.C 1038 /ncomms 15056.
Yarımkeçirici diodun iş prinsipi nə-
yə əsaslanır?
Alimlər niyə daha kiçikölçülü diod
yaratmağa çalışırlar? Belə diodun
üstünlükləri nədədir?
• KEÇDİKLƏRİNİZİ XATIRLAYIN •
Fizika – 9
(e)
Nonadien-1,8
molekulu
Si təbəqəsi
Katod
(n-tip)
I
Anod
(p-tip)
(d)
l
a
n
p
b
E
n-p
(a)
l
a
n
p
E
n-p
b
(b)
E
l
a
n
p
E
n-p
b
(c)
E
LAYİHƏ
83
p-n keçidi: yarımkeçirici diod.
İki müxtəlif növ keçiriciyə malik yarımkeçirici
kristalın (n-tip və p-tip kristalları) səthlərinin toxunma sərhədində yaranan birtərəfli
keçid p-n keçidi adlanır.
Yarımkeçirici diod (iki yunan sözünün birləşməsidir: di – iki + odos – yol) bir
p-n keçidinə malik olub xarici elektrik dövrəsinə qoşulmaq üçün iki çıxışla təchiz
edilən cihazdır. Dioddan o zaman cərəyan keçir ki, onun p-tip hissəsinə müsbət gər-
ginlik verilsin. Diodun VAX-da onun düz və tərs keçidinin fərqi aydın görünür
(f)
.
Qrafikin 0–3 hissəsi tərs keçidə uyğun olub, demək olar, gərginlikdən asılı deyil.
Qrafikin 0–1 hissəsi cərəyanın gərginlikdən asılı olaraq qeyri-xətti, 1–2 hissəsi isə
xətti artma halına uyğundur.
Diodun başlıca vəzifəsi p-n
keçidin birtərəfli keçiricilik xassəsi əsasında dəyişən
cərəyanı düzləndirməkdir.
Tranzistor. Elektrik rəqslərini gücləndirmək və
çevirmək məqsədilə
tranzistor (tranzistor iki ingilis
sözündən yaranıb:
transfer – aparıram + rezistor – müqa-
vimət) adlanan cihazdan istifadə olunur. Başqa sözlə desək,
adi kran su axınının tənzimləyicisi rolunu necə oynayırsa,
tranzistor da elektrik dövrəsindəki cərəyan şiddətinin tən-
zimlənməsində analoji rol oynayır. Tranzistor üç
yarımkeçirici təbəqədən təşkil olunmuşdur: kənar təbəqələr
eyni tip, ara təbəqə isə çox nazik başqa tip yarımkeçiricidir.
Tranzistorda kənar təbəqələr uyğun olaraq
emitter (ing.
emit – şüalandırmaq, vermək) və
kollektor (ing.
collect –
toplamaq), orta təbəqə isə
baza adlanır. Tranzistorlar iki
növ ola bilir:
və
. Dövrəyə birləşdirmək üçün
tranzistorun üç çıxışı olur və növündən asılı
olaraq elektrik
dövrəsində xüsusi simvolla göstərilir
(g)
.
Tranzistor elektrik dövrəsinə iki cərəyan mənbəyi
vasitəsilə qoşulur. Bu zaman emitter-baza keçidi düz
keçid, baza-kollektor keçidi isə tərs keçid istiqamətində
olur
(h)
. Məsələn,
tranzistorunda gücləndiriləcək
siqnal emitter dövrəsinə verilir, kollektor dövrəsindən
Diod niyə birtərəfli keçiriciliyə malikdir?
Təchizat: nümayiş
diodu
(“yarımkeçirici cihazlar dəs-
ti”ndən), sabit cərəyan mənbəyi (4 V-luq düzləndirici),
rezistor,
ampermetr, açar, birləşdirici naqillər.
İşin gedişi: 1. Cərəyan mənbəyi, diod, rezistor, amper-
metr və açardan ibarət ardıcıl dövrənin sxemini çəkin.
2. Sxemə əsasən dövrəni qurun və açarı qapayıb amper-
metrin göstəricisini qeyd edin.
3. Açarı açın, diodu dövrədən ayırıb tərsinə qoşun və
təcrübəni təkrarlayın.
Nəticənin müzakirəsi:
Diodu dövrəyə
necə qoşduqda o, cərəyanı keçirdi? Niyə?
ARAŞDIRMA
1
(g)
(f)
(h)
LAYİHƏ