Fakultə : «Əmtəəşünaslıq» Ixtisas : Istehlak mallarının ekspertizası və marketinqi
Yüklə 300,28 Kb. Pdf görüntüsü
|
20
Yarımkeçiricilərə aşqarların qatılması onların keçiriciliyini, həmçinin keçiricilik növünü də dəyişdirir. Bu da yeni tip yarımkeçirici cihazların hazırlanması üçün geniş imkanlar açır. Yarımkeçirici diodlar – n və p tipli yarımkeçiricilər ayrılıqda dəyişən cərəyanı sabit cərəyana çevirməyə qadir deyillər. Çünki həmin keçiricilərə dəyişən gərginlik verdikdə, onlardan axan cərəyanın qiyməti gərginliyin polyarlığından asılı deyildir. Dəyişən cərəyanı düzləndirmək üçün müxtəlif tip iki yarımkeçiricinin toxunma səddindən istifadə olunur. Bu, sadə elektron deşik keçidi və ya sadəcə olaraq p-n keçidi adlanır, p-n keçidinin dəyişən cərəyanı düzləndirmək xassəsi vardır. Həmin keçiddə baş verən prosesləri izah etməyə çalışaq. Tutaq ki, p və n keçiriciliyinə malik olan iki germanium keçiricisi bir-birinə çox dəqiq işlənmiş hamar səthlə təmas edir, n-germanium yarımkeçiricisində külli miqdarda elektronun, az miqdarda deşiyin olması, p-germanium yarımkeçiricisində isə külli miqdarda deşiyin, az miqdarda elektronun olması, qarmaqarışıq istilik hərəkəti nəticəsində elektronların n yarımkeçiricisindən p yarımkeçiricisinə, deşiklərin isə p-dən n-ə diffuziya etməsinə səbəb olur. Odur ki, yarımkeçiricilərin sərhəd təbəqəsində əks işarəli həcmi yüklər (elektron lampalarında olduğu kimi, katod ətrafında elektron buludunun, katodun özündə isə müsbət işarəli həcmi yüklərin yaranması kimi) p yarımkeçiricisində isə müsbət yüklər toplanmış olur. Elektronların və deşiklərin qarşı-qarşıya diffuziya etməsi prosesi, sərhəd təbəqədə toplanmaqda olan həcmi yüklərin əmələ gətirdiyi elektrik sahəsi intensivliyinin Es-in, diffuziyaedici kənar qüvvələrin sahə intensivliyinə Eg-yə bərabərləşməsinədək davam edəcəkdir. Belə ki, həmin sahə gərginliyi artıq deşiklərin və elektronların yerdəyişməsinə qarşı tormozlayıcı təsir göstərəcəkdir. Beləliklə, sərhəd təbəqəsinə əks işarəli həcmi yüklərin toplaşması, həmin təbəqədə kontakt potensialları fərqi əmələ gətirir ki, bu da özünün dolmuş kondensator kimi aparır.
21
Mənbəyin qütbün n yarımkeçiricisi ilə, mənfi qütbünü isə p yarımkeçiricisi ilə birləşdirdikdə mənbəyin xarici sahə intensivliyi Eb, kontakt potensialları fərqi Es ilə eyni istiqamətdə olacaqdır. Bunun da nəticəsində elektronlar n yarımkeçiricisindən mənbəyin müsbət qütbünə doğru, mənbəyin mənfi qütbündən isə p yarımkeçiricisinə və orada deşikdən-deşiyə keçərək sərhəd təbəqəsinə doğru absorbsiya olunacaqdır. Bu proses Es-in, həmçinin Ek-ın Eb qədər artmasına və yeni bir dinamiki tarazlığın yaranmasınadək davam edəcəkdir. Absorbsiya prosesi sərhəd təbəqədə əsas yükdaşıyıcıların kasadlaşmasına, bu isə təbəqənin qalınlığının artmasına, deməli deşiklərin və elektronların sərhəd təbəqəsində qarşı-qarşıya keçməsinə, daha çox müqavimət yaranmasına səbəb olacaqdır. Elə buna görə də həmin təbəqəyə «bağlayıcı təbəqə» deyilir. Kontakt potensialları fərqinin əksinə qoşulmuş mənbə əks gərginlik adlanır. Bu halda dolmuş kondensatorun lövhələri arasındakı gərginliyin, onu dolduran mənbə gərginliyi ilə müvazinətləşməsi kimi baxmaq olar. Sərhəd təbəqəsinin müqavimətinin çox böyük olmasına baxmayaraq, hər halda xarici dövrədə əsas olmayan yük daşıyıcılarının hesabına çox az da olsa cərəyan axacaqdır. Buna əks cərəyan deyilir. Mənbəyin müsbət qütbünü p yarımkeçiricisinə, mənfi qütbünü isə n yarımkeçiricisinə qoşub p-n keçidinə düz gərginlik verdikdə mənbəyin xarici sahə intensivliyi Eb, kontakt potensialları fərqinin daxili sahə intensivliyi Es ilə əks istiqamətdə olacaqdır. Bu zaman yekun sahə zəifləyəcək və onun tormozlayıcı təsiri azalacaqdır. Bu da elektronların n yarımkeçiricisindən sərhəd təbəqəsinə doğru, oradan isə deşiklərlə kombinasiya quraraq deşikdən-deşiyə keçməsinə və dövrədən (tormozlayıcı sahə zəiflədiyi üçün) çox böyük cərəyan axmasına səbəb olacaqdır. Beləliklə, p-n keçidi müxtəlif istiqamətlərdə eyni müqavimətə malik deyildir və buna görə də ondan dəyişən cərəyanın düzləndirilməsində istifadə olunur. 22
Yarımkeçirici diodların iş prinsipi də p-n keçidinin birtərəfli keçiricilik xassəsinə əsaslanmışdır. Hazırda sənaye müstəvi və nöqtəvi diodlar hazırlayır. Müstəvi diodlarda n tipli germanium kristalının səthinə kiçik indium parçası daxil edilir. Təqribən 500
0 C temperaturda indium germanium səthində əridilir və ona diffuziya edir. Germaniumun az bir damlası indium hissəsində həll olur. Soyuduqdan sonra indiuma germanium kristallı arasında deşik keçiriciliyinə malik olan təbəqə əmələ gəlir. Soyumuş indium damlası deşik keçiriciliyinə malik olan təbəqə ilə kontakt əlaqəsi yaradır. Germaniumla əlaqə yaratmaq üçün qurğuşun və qalaydan istifadə olunur. Nöqtəvi diodlarda n tipli germanium kristallı ilə kontakt əlaqəsi volfram naqil vasitəsilə yaradılır. Diodun hazırlanması prosesində kontakt nöqtəsi ətrafında deşik keçiriciliyinə malik olan kiçik nahiyyə əmələ gəlir və bununla da p-n keçidi yaranmış olur. «Tunel diodu» 1958-ci ildə yapon alimi Yesaki yarımkeçirici diodların tədqiqi ilə məşğul olurdu. Onun iş proqramına dioddan keçən cərəyan şiddətinin ona tətbiq olunmuş gərginlikdən asılılığını dəyişdirmək məsələsi də daxil edilmişdir. Əvvəlcə cərəyan kiçik olmuş, sonra isə dioda birləşmiş batareyanın gərginliyi böyüdükcə cərəyan daha sürətlə artmışdır. Ancaq bu diodların birində maraqlı bir hal olmuşdur. Bu dioda hətta kiçik gərginlikdə cərəyan dik yuxarı qalmış, sonra isə nə üçünsə aşağı enmiş, demək olar ki, sıfıra çatmış və bundan sonra yenə artmışdır. Bu zama nalim anlaşılmazlıq içərisində qalmışdır. Əvvəlcə o, kimyəvi tərkibi tədqiq etməyə başladı. Əlbəttə, dəqiq nəticələr çıxarmaq üçün kristal qəfəsi kafi qədər nəcib olmalıdır. Təddiq zamanı aydınlaşdırılmışdır ki, Yesaki lazım olduğundan bir qədər çox aşqar vurmuşdur. Elə bu hal alimin işini çətinləşdirmişdir. Bu hadisəni 1932-ci ildə rus alimləri Frenkel və Ioffe əvvəlcədən demişdilər. Onlar bu hadisəni «tunel kvanto effekti» adlandırmışlar. «Tunel effekti»
Yüklə 300,28 Kb. Dostları ilə paylaş:
|