Жартылай өткізгіштер табиғатта

Презентация қосу

Жартылай өткізгіштер табиғатта
Жартылайөткізгіштің физикалық сипаттамасы:
Электр тогын өткізгіштігі өткізгіш пен диэлектриктің арасында жататын
заттар.
Жартылайөткізгіштердегі электр тогының артуы температура мен жарықтануға
тәуелді.

Электр өткізгіштік

өткізгіштер жартылайөткізгіш Диэлектрик

электр
электртогын
тогынжақсы Электр электр
электртогын
тогыннашар
жақсы Электртогын
тогын нашар
өткізетін заттар
өткізетін заттар өткізгіштігі өткізетіндер
өткізетіндер
өткізгіштігі
Оларға өткізгіш
өткізгішпен
Оларғаметаллар,
металлар, диэлектрик
пен Оларға:
Оларға:пластмассалар,
пластмассалар,
электролиттер,плазмалар
электролиттер,плазмалар диэлектрик резина,шыны,
резина,шыны,
жатады арасындағы фарфор,құрғақ
жатады арасындағы фарфор,құрғақағаш,
ағаш,
заттар
заттарSi,
Si,Ge,
Ge,Se,
Se, қағаз…
Еің қағаз…
Еіңкөп
көпқолданылатын
қолданылатын In, As
өткізгіштер– In, As
өткізгіштер–Au,
Au,Ag,
Ag,Cu,
Cu,
Al, Fe …
Al, Fe …
Жартылай өткізгіштің физикалық сипаттамасы
Жартылайөткізгіштердің өткізгіштігі температураға тәуелді.
Асқынөткізгіштік кезінде металдардың кедергісі температураның
жоғарылауымен артады, ал салқындаған кезде нөлге кемиді де нөлге
тең болады. Ал диэлектриктердің температурасының жоғарылауымен
кедергісі кемісе де салыстырмалы түрде ол үлкен қалпында қалады,
нөлге дейін түспейді
R (Ом)

металл

R0 жартылайөткізгіш

t (0C)
Жартылай өткізгіштердің қалыпты өткізгіштігі
Төменгі температурада жартылай өткізгіштердің кедергісі
диэлектриктердің кедергісімен теңеседі, өйткені осы кезде оларда
еркін заряд тасымалдаушылар болмайды. Жартылай өткізгіште асқын
өткізгіштік құбылыстың байқалмауы енді түсінікті.

-
Si Si
-
-
- Si -
-

Si - Si
-
«Кемтік»
Т-ң жоғарылауымен жартылайөткізгіштегі электрондар өз
атомдарымен байланысын үзеді де еркін заряд
тасымалдаушығы айналады. Еркін заряд тасымалдаушыға
электрондар менк емтіктер жатады. Басқа байланыстармен
салытырғанда кемтіктерде артық оң заряд болады. Пайда
болған кемтікке электронның секіріп түсуі байланысты
қалпына келеді.

- свободный
Si Si электрон
-
+ +
- кемтік
Si -
-
-
Si - Si
+
Жартылай өткізгіштердің қалыпты өткізгіштігі
Кристалдардағы кемтік өз қалпын сақтамайды. Пайда болған кемтікке
электронның секіріп түсуі байланысты қалпына келеді. Осылайша атомдарды
байланыстыратын электрондардың қозғалысы кристалл бойымен кемтіктің
орын ауыстыруын тудырады.
Жасанды жолмен жартылай өткізгіштегі еркін электрондардың санын не кемтіктердің санын көбейтуге болады. Ол үшін
кремний кристалына бес валентті мышьяк атомдарын, болмаса үш валентті индий атомдарын ендіреді. Бірінші жағдайда
кемтіктеріне қарағанда электрондары өте көп жартылай өткізгіш қоспа алынады, оны n –типті (negativus – теріс сөзінің
бас әріпі) жартылай өткізгіш деп атайды. Ал, екінші жағдайда – кемтік саны көп болады, мұндай қоспаны р –типті
(positivus – оң сөзінің бас әріпі) жартылай өткізгіш деп атайды. Ондай жағдайда n –типті жартылай өткізгіштердегі негізгі
заряд тасымалдаушы – электрондар, ал р –типті жартылай өткізгіштерде – кемтіктер болып қалады.

қоспалар

Акцепторлық Донорлық
Жартылайөткізгіштің электрлілігі(n-типті)
Мышьяк атомының 4 валенттік электроны германийдің көрші
атомдармыен байланыс жасайды, ал 5 электрон мышьяк атомымен
әлсіз байланысқан. Мышьяк атомының оң зарядтары тормен
байланысқан(локальданған) және сыртқы электр өрісінің әрекетінен
қозғалысқа келмейді, ал еркін электрондар қозғалыстағы заряд
тасымалдағыш болып табылады. Мұндай кристалдық өткізгіштік
электрондық болады да ол n-типті (теріс) өткізгіштік деп аталады.
Жартылай өткізгіштегі еркін электрондарды тудыратын қоспаны
донарлық(беруші) деп атайды.

-
- Si
Si
- - -
As
-
-
Si - Si
-
Кемтіктік жартылайөткізгіштік
(р-типті)
Егер таза германийге 3 валентті электроны бар индийді қосса,
онда осы электрондар германийдің 3 көрші атомымен
коваленттік байланысты орнатуға жетеді. Германийдің 4
атомымен байланысуы үшін индий атомы көрші атомдардың
біреуінен электрон алады да теріс ионға айналады, ал германий
атомдарының біреуінде кристалл бойымен қозғалып жүретін
кемьік пайда болады. 3 топ элементтері атомдарының қоспасы
бар германий кристалдарында кемтіктік өткізгіштік басым. Оны
р-типті деп атайды. р-типті өткізгіштікті тудыратын қоспа ацепторлық
(қабылдайтын) деп аталады.

-
- Si
Si
- -
In
- +
Si - Si
-
Диод
Жартылай өткізгішті диод. Диод деп бір р-n –ауысудан
тұратын жартылай өткізгішті приборларды айтады.
Диодтың құрылысын арнайы дайындалған кесте көмегімен
түсіндіріп, оның жұмысын тәжірибе жасап көрсеткен
тиімді.
Ең алғаш диодты тапқанДжон Флемминг 1904 ж
Транзистор
Екі р-n – ауысудан тұратын жартылай өткізгіштік
құрылғыны транзистор деп атайды (transfer – тасу,
resistor – кедергі) оны екі р- типті жартылай өткізгіштер
қабатының арасына n- типті жартылай өткізгіш қабатын
орналастыру арқылы, немесе екі n- типті жартылай
өткізгіш қабатының ортасына p- типті жартылай
өткізгіш орналастыру арқылы дайындайды.
В 1947 году Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер
Браттейн в лабораториях Bell Labs впервые создали
действующий биполярный транзистор.
транзистор
Екі шеткі жартылай өткізгіштердің бірі эмиттер деп,
екіншісі – коллектор деп аталады, ортағы қабатты
база дейді. Бұл алынған екі р-n – ауысулардың
электр тогын өткізу бағыттары бір-біріне қарама-
қарсы. Эмиттер база арасына ε1 , база коллектор
арасына ε2 батареяларын қосамыз. Сол жақтағы р-n
– ауысу арқылы ток өтеді – ол р-n – ауысу ашық, ал
оң жақтағы р-n – ауысуға батарея ток өткізбейтіндей
бағытта жалғанған

Ұқсас жұмыстар

Электр құбылыстары тұрмыста

Электронды - кемтікті өткізгіш

Вакуумдық және жартылай өткізгіш фотоэлементтер, олардың медицинадағы қолданылуы

ДИЭЛЕКТРИКТЕР БАРЛЫҚ ЗАТТАРДЫ ЭЛЕКТР

Нанофотоника және күн энергиясының түрленуі

Мышьяк - шашыраңқы элемент

Жартылай өткізгішті жады құрылғылары

ҚЫЗЫЛ ФОСФОР

Жарық диодтар

Ток көзі

Пәндер