З щðÀ ÀЬÀÉÅÂÀ лизàÌÀÍ B
Yüklə 41,95 Kb. Pdf görüntüsü
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- §2. Əsas yarımkeçirici materiallar Şəkil 7.
- V FƏSIL MAQNIT MATERIALLAR §1. Maqnit materialların əsas xüsusiyyətləri
111 salmaq, maqnit sahə gərginliyini ölçmək olar. Praktikada istifadə edilən yarım keçiricilər: – bəsit; – m ürəkkəb yarımkeçirici kompozisiyalara bölünür. Sadə yarımkeçiricilər bir kimyəvi elementdən, mürəkkəb yarımkeçiricilər isə iki və daha artıq kimyəvi elementdən ibarətdir. Şüşəvari və maye yarım keçiricilərdən də istifadə olunur. Sadə yarımkeçiricilərə germanium, silisium, selen, bor, karbon, fosfor, kükürd və yod aiddir. Mürəkkəb yarımkeçiricilərə isə elementlərin dövrü sistemində müxtəlif qruplarda yerləşən elementlərin birləşmələri aiddir. Yarımkeçiricilərdə elektrik cərəyanı metallarda olduğu kimi yükdaşıyıcıların hərəkəti ilə əlaqədardır. Yarımkeçiricilərdə yükdaşıyıcıların yaranması material- ların kimyəvi təmizliyi və temperaturla əlaqədardır. Yarımkeçiricilər təmizlik dərəcəsindən asılı olaraq: – məxsusi və – aşqarlı yarımkeçiricilərə bölünür. Məxsusi yarımkeçiricilərdə verilmiş temperaturda onda olan aşqarların təsiri nəzərə alınmır. Məxsusi yarımkeçiricilərdə mütləq sıfır temperaturla valent zonası tama milə boş olur. Mütləq sıfırdan fərqli temperaturlarda bəzi elektronlar istilik funksi- yası hesabına potensial baryeri dəf edərək keçiricilik zonasına keçir. Məxsusi yarımkeçiricidə elektronun keçiricilik zonasına keçməsi valent zonasında deş ik lərin yaranması ilə müşahidə olunur. Deşiklərin sayəsində valent zonasının elektronları elektrik sahəsinin təsiri ilə estafet keçidlər hesabına daha yük sək sərbəst energetik səviyyələrə keçməklə elektrik keçiriciliyi prosesində iştirak edirlər. Temperaturu çox və qadağan zonasının eni az olduqda funksiyaların (elektronların və deşiklərin) istilik generasiyasının sürəti yüksək olur. Yarım ke çiricilərdə generasiya ilə eyni vaxtda fasiləsiz olaraq əks proses – yükdaşıyıcı- ların rekombinasiyası, yəni elektronların valent zonasına qayıtması ilə yükdaşı- yıcı cütlərin yox olması baş verir. Bu iki rəqabətli prosesin yarımkeçiricilərdə getməsi nəticəsində verilən temperaturda elektronların və deşiklərin müəyyən tarazlıq sıxlığı yaranır. Məxsusi keçiricilərin ən yaxşı xüsusiyyəti, elektronların tarazlıq sıxlığının deşiklərin tarazlıq sıxlığına bərabər olmasıdır. Aşqarlı yarımkeçiricilərin elektrofiziki xassələri əsasən aşqarlarla təyin olu- nur. Aşqarların sıxlığı az olduqda aşqar atomları arasında məsafə böyük olur və onların elektron təbəqələri birbiri ilə qarşılıqlı təsirdə olmur. Nəticədə aşqarlı energetik səviyyələr diskret olur, yəni kristal qəfəslərin əsas atomlarının səviy yələri kimi zonalara parçalanmır. Aşqarların konsentrasiyası az olduqda elektronların bir aşqar atomundan digərinə keçmə ehtimalı çox az olur. Aşqarlar öz elektronlarını yarımkeçiricinin 112 keçiricilik zonasına ya verə bilər, ya da qəbul edə bilər. Xarici təsir nəticəsində elektronlar aşqar səviyyələrdən asanlıqla sərbəst zonaya keçərək elektrik keçi- riciliyi prosesində iştirak edə bilər. Yarımkeçiricinin keçiricilik zamanı elekt- ronlar verən aşqarlar d o n o r adlanırlar. Nisbətən yüksək olmayan temperatur- larda elektronların valent zonasından keçiricilik zonasına keçməsi böyük rol oynayır. Belə materiallarda elektronların konsentrasiyası deşiklərin konsentrasi- yasından çox olur, ona görə də onları n-tipli yarımkeçirici adlandırmışlar. Elek tronu donor səviyyəsində keçiricilik zonasına keçirtmək üçün lazım olan mini- mal enerji donorun ionlaşma enerjisi adlanır. İstilik həyəcanlanması nəticəsində elektronlar yarımkeçiricinin valent zona- sından sərbəst səviyyələrə keçir. Aşqar atomları arasında əlaqə olmadığından aşqar səviyyələrinə keçən elektronlar elektrik cərəyanında iştirak etmir. Bu cür aşqara malik yarımkeçiricidə deşiklərin konsentrasiyası valent zonasından keçi- ricilik zonasına keçən elektronların konsentrasiyasından cox olur və p-tipli yarımkeçirici adlanır. Yarımkeçiricinin valent zonasından elektronları qəbul edən aşqarlar isə akseptor adlanır. Akseptor səviyyəsinə keçmək üçün valent zonasının elektrona verdiyi minimal enerji akseptorun ionlaşma enerjisi adlanır. §2. Əsas yarımkeçirici materiallar Şəkil 7. Kovalent yarımkeçiricidə donor aşqarının sxematik təsviri Kovalent rabitəli silisium və germa- nium yarımkeçiricilərinə əvəzləmə aşqarları atomlarının valentlərinin təsi rini nəzərdən keçirək. Tutaq ki, silisiu- mun kristal qəfəsində əsas atomların bir hissəsinin xarici təbəqəsində beş valent elektronu olan V qrup elementi arsen atomları ilə əvəz edilmişdir. Qəfəs ion düyünlərini tutan arsen ato mu qonşu atomlarla kovalent rabitə yaratmaq üçün dörd elektron verir, beşinci elektron isə rabitə yaradılma- sında iştirak etmə di yindən artıq qalır. Yarımkeçiricinin dielektrik nüfuzlulugu olduğundan artıq qalmış elektronun nüvə tərəfindən klon cəzbetmə qüvvəsi çox zəif olur. Ona görə də elektron orbi- tinin radiusu böyük olub, bir necə atomarası məsafəyə bərabər olur (şəkil 7). Cüzi istilik təsiri artıq elektronu aşqar atomundan qoparmağa kifayət edir. Elektronu itirmiş aşqar atomu qəfəsin müəyyən yerində tərpənməz qalaraq müsbət yüklü hissəciyə çevrilir. 113 Arsenden başqa, fosfor və stibium da silisium və germanium üçün tipik donorlardır. İndi isə fərz edək ki, silisiumun kristal qəfə sinə hər hansı üçvalentli element, məs., alüminium aşqarı daxil edilmişdir. Qəfəsin dörd qonşu atomu ilə kimyəvi rabitə yaratması üçün aşqar atomunda bir elektron çatışmır, buna görə də bir kovalent rabitə yaranmış qalır. Dörd kovalent rabi təyə olan tələ bat ona gətirib çıxarır ki, alüminium ato mu çatışmayan elektronu qonşu silisium atomlarının birindən alır. Nəticədə aşqar ato mu mənfi yüklənmiş iona çevrilir. Şəkil 8. Kovalent yarımkeçiricidə ak- septor aşqarının sxematik təsviri Bu prosesin həyata keçməsi üçün akseptor- ların ionlaşma enerjisinə bərabər enerji sərf edilməlidir. Alınmış elektron aşqar atomun- dan lokallaşır və elektrik cərəyanının yaran- masında iştirak etmir. Öz növbəsində elekt- ronunu itirmiş silisium atomu yaxınlıgında sərbəst energetik vəziyyətmüsbət yük lən miş iondeşik yaranır. Elektronun bir atom- dan digərinə estafet keçidi nəticəsində deşik kristal boyunca hərəkət edir (şəkil 8). Alüminiumdan başqa, silisium və germa- nium yarımkeçiricilərində akseptor xassə lərinə bor, qallium və indium da malikdirlər. Akseptorların ionlaşma enerjisinin qiy məti donorların ionlaşma enerjisinə yaxındır. V FƏSIL MAQNIT MATERIALLAR §1. Maqnit materialların əsas xüsusiyyətləri Maqnit sahəsində yerləşdirilən istənilən cisim maqnitlənir və maqnit momentinə M malik olur. Cismin vahid həcminin V maqnit momenti maqnitlənmə J m adlanır. m J m = ; v dM Maqnitlənmə qeyribərabər olduqda isə J m = . dV Beynəlxalq vahidlər sistemində ölçü vahidi A/mdir. Yüklə 41,95 Kb. Dostları ilə paylaş:
|