36
Təmiz yarımkeçiriciyə cüzi miqdarda aşqar qatıldıqda onun keçiriciliyi kəskin
artır. Buna səbəb yarımkeçiricidə məxsusi keçiriciliklə yanaşı, aşqar
keçiriciliyin də
yaranmasıdır.
Qatılan aşqar atomunun valent elektronlarının sayı yarımkeçiricinin atomunun
valent elektronlarının sayından çox olarsa, o, donor aşqar (“donor” latın sözü olub,
“verirəm” deməkdir) adlanır. Qatılan aşqar atomunun valent elektronlarının sayı
yarımkeçirici atomunun valent elektronlarının sayından az olarsa, bu aşqar –
akseptor aşqar adlanır (latın sözü “akseptor” – “qəbul edirəm” deməkdir).
Donor aşqarlar –
yarımkeçirici kristalı əlavə elektronla təmin edir: öz valent
elektronunu asanlıqla verərək yarımkeçiricidə sərbəst elektronların sayını artırır.
Məsələn, silisium kristalına aşqar kimi beşvalentli element olan fosfor qatıldıqda aş-
qarın dörd valent elektronu qonşu silisium atomları ilə kovalent rabitə yaradır. Fos-
forun beşinci elektronu isə onun atomunun əhatəsində dövr edir. Lakin o, atomla zəif
əlaqədə olduğundan onu asanlıqla tərk edərək sərbəstləşir (bax:
a
).
Silisium kristalında bir neçə atom fosfor atomu ilə əvəz olunarsa, qəfəsin istilik
hərəkəti sayəsində aşqarların hərəsi bir elektron verəcək. Xarici təsirə məruz qal-
dıqda aşqarın verdiyi bu elektronlara kovalent rabitədən qopan digər elektronlar və
yaranan müsbət yüklü deşiklər də əlavə olunur.
Bu cür aşqarlı yarımkeçirici kristalında elektrik sahəsi yaradıldıqda ondan elekt-
rik cərəyanı keçir. Lakin yaranan cərəyanda əsas yükdaşıyıcılar sayca böyük üstün-
lüyə malik elektronlar, qeyri-əsas yükdaşıyıcılar isə sayları nisbətən “az” olan
müsbət yüklü deşiklərdir.
Donor aşqarlı yarımkeçirici – elektron aşqar keçiriciliyə (n-tip keçiriciliyə)
malikdir.
Akseptor aşqarlar – yarımkeçirici kristalı əlavə deşiklərlə təmin edir: özünə
əlavə valent elektronu birləşdirərək yarımkeçiricidə deşiklərin sayını artırır. Məsə-
lən, silisium kristalına aşqar olaraq üçvalentli bor qatıldıqda aşqarın üç valent elekt-
ronu qonşu silisium atomları ilə yalnız üç cüt elektron rabitəsi yaradacaq. Dördüncü
cüt rabitənin yaranması üçünsə bir elektron çatışmadığından onun yerində deşik
qalır. Ora qonşu silisium atomundan bir valent elektronu keçə bilər. Bu halda qonşu
atomun verdiyi elektron hesabına üçvalentli atom mənfi iona çevrilir, rabitə
tamamlanır. Lakin elektronunu verən qonşu atomda isə deşik yaranır (bax:
b
).
Beləliklə, üçvalentli aşqar silisium atomundan elektron alaraq kristalda əlavə de-
şik yaradır. Nəticədə deşiklərin sayı elektronların sayından çox olur. Odur ki ak-
septor aşqarlı yarımkeçiricilərdə əsas yükdaşıyıcılar deşıklər, qeyri-əsas yükda-
şıyıcılar isə elektronlardır.
Akseptor aşqarlı yarımkeçirici – deşik aşqar keçiriciliyə (p-tip keçiriciliyə) ma-
likdir.
1
37
• I fəsil •
Müxtəlif mühitlərdə elektrik cərəyanı
•
1. Yarımkeçiricidə aşqar elektron keçiricilik necə yaranır?
2. Yarımkeçiricidə aşqar deşik keçiricilik necə yaranır?
3. Aşqar yarımkeçiricinin elektrik müqavimətinə necə təsir edir?
4. Germanium hansı aşqarlı keçiriciyə çevrilər: əgər ona arsen qatılarsa; bor qatılarsa; fosfor
qatılarsa?
Yaradıcı tətbiqetmə
Verilən nümunə əsasında məsələni həll edin.
Nümunə:
Məlumdur ki, 1
germanium kristalında təqribən
10 atom var. Otaq temperatu-
runda təmiz germaniumdakı sərbəst elektronların konsentrasiyası
10
təşkil
edir. Germanium kristalına aşqar olaraq onun atomlarının sayının
1%-i qədər (0,01
hissəsi qədər) beşvalentli arsen atomu qatılmışdır.
Bu o deməkdir ki, germanium kristalının atomları arasına hər
1
-də
10 aşqar
atomu daxil edilmişdir. Nəzərə alsaq ki, hər bir arsen atomu bir valent elektronunu
sərbəstləşdirir, bu cür elektronların kristalda konsentrasiyası
10
olar. Bu
rəqəm təmiz germanium kristalındakı elektronların konsentrasiyasından
10 dəfə,
yəni milyard dəfə çoxdur.
Məsələ.
Təmiz 4 valentli germanium kristalına aşqar olaraq 0,8% üçvalentli indium (In)
atomu qatılarsa, hansı tip aşqarlı yarımkeçirici yaranar? Bu yarımkeçiricidə əsas yükda-
şıyıcıların miqdarı təmiz germaniumdakı uyğun yükdaşıyıcıların miqdarından neçə dəfə
fərqlənər?
Araşdırma
2
• Cümlələri iş vərəqinə köçürün və onları tamamlayın.
1. Donor aşqarlar
–
...
2.
Akseptor aşqarlar – ...
3. Donor aşqarlı yarımkeçirici – ...
4. Akseptor aşqarlı yarımkeçirici – ...
Nə öyrəndiniz
Öyrəndiklərinizi yoxlayın
38
p-n
KEÇİDİ. YARIMKEÇİRİCİ DİOD
(əlavə oxu materialı)
1.9
Nə üçün yarımkeçi-
rici cihazlar belə mü-
rəkkəb tətbiq sahə-
lərinə malikdir?
Yarımkeçiricilərin
digər keçiricilərdən
üstünlüyü nədədir?
Mürəkkəb elektrik cihazlarının – cib telefonu, noutbuk, mikro-
dalğalı soba, paltar və qabyuyan maşınlar, özübişirən qazan,
televizor və s.-nin elektrik inteqral sxemlərində əsas elementlər
yarımkeçirici cihazlardır.
Müasir elm,
texnika
və istehsal sahələri
olan avtomatika,
robot
sənayesi, radio-
elektronika və s.-də
yarımkeçirici cihazlar
əvəzsiz rol oynayır.
Elektrik cərəyanı nə üçün keçmədi?
Təchizat: sabit cərəyan mənbəyi (4V), ampermetr, yarımkeçirici diod (“Yarımkeçirici-
lərdə elektrik cərəyanı” cihaz dəstindən), açar, birləşdirici naqillər.
İşin gedişi:
1. Yarımkeçirici diodun sıxaclarını elektrik dövrəsinə birləşdirib açarı qapayın və döv-
rədən cərəyanın keçib-keçmədiyini araşdırın (
a
).
2. Dövrədə diodun sıxaclarına birləşdirdiyiniz naqillərin yerini dəyişin və baş verən
hadisəni izləyin.
Nəticəni müzakirə edin:
Yarımkeçirici diod hansı halda elektrik cərəyanını keçirdi?
Araşdırmadan hansı nəticəyə gəldiniz?
Yarımkeçirici diod hansı keçiriciliyə malikdir: məxsusi, yoxsa aşqarlı?
Araşdırma
1
(a)