Оқулық «Білім беруді дамытудың федералдық институты»

164 
Абсолюттік нөлдік температурасы (-273 ° C) кезінде барлық 
валентті электрондар коваленттік байланыстардың қалыптасуына 
қатысады, яғни өткізгіштікті жүзеге асыру үшін электр зарядтарының 
бос тасығыштары жоқ; ал жартылай өткізгіш идеалды диэлектрикке 
ұқсас. 
Егер қыздыру əсерінен электрон атомнан бөліну үшін жеткілікті 
энергия алса, онда электрон заряд тасығышқа айналады. Сонымен бірге 
жартылай өткізгіштің кристалл торында бос, алмастырылмаған атом 
аралық байланыстар түзіледі, олар шартты түрде тесік деп аталады. 
Электр өрісінің əсерінен бұл орынға көрші байланысты үзген электрон 
кіруі мүмкін. Осылайша, бос электрондардың қозғалысы л-типті 
электрондық өтімділікті, ал электрондық тесіктердің қозғалысы p-типті 
тесік электр өтімділігін анықтайды. 
Егер 
электрондардың 
жəне 
электрондық 
тесіктердің 
концентрациясы бірдей болса, онда жартылай өткізгіштің өзіндік
электр өткізгіштігі бар. Ол өте төмен, себебі барлық электрондар өз 
орбиталарында орналасқан, оларға қатаң байланысқан жəне 
зарядтардың бос тасығыштары аз. 
Жартылай өткізгіштіктің қасиеттері онда қоспалардың шамалы 
саны болған кезде қатты өзгереді. Басқа элементтердің атомдарын 
жартылай өткізгіш кристалына енгізе отырып, кристалда еркін 
электрондардың тесіктерден басым болуы немесе керісінше, еркін 
электрондардан тесіктердің басым болуы мүмкін. 
Таза жартылай өткізгіштер тордың түрінде кристаллдалады. Әрбір 
валентті байланыстың екі электроны бар: атомның қабығы сегіз 
электронды, ал атом тепе-теңдік жағдайында орналасады. Электронды 
өтімділік аймағынан "шығарып алу" үшін көп энергия жұмсауға тура 
келеді. 
Өтімділік сипатын өзгерту үшін таза жартылай өткізгішке қоспалар 
қосылады. Кремний жəне германий үшін қоспалар ретінде 
Д.И.Менделеевтің Периодикалық жүйесінің III немесе V топ 
элементтері пайдаланылады. V тобының элементтері (сурьма, фосфор, 
мышьяк) электрондық өткізгіштігі басым жартылай өткізгіштерді алу 
үшін қолданылады, ал III топ элементтері (бор, алюминий, индий, 
галий) тесікті өтімділігі басым жартылай өткізгіштерді алу үшін 
қолданылады. 
Егер кремний немесе германийді таза кристалына бес валентті 
электрондары бар қоспа атомын енгізсе, онда қоспа атомыковалентті 
байланыстарды толтыру үшін қажетті электрондардан біреу артық 
енгізеді; жəне де төрт валентті қоспа электрондары негізгі
материалдың төрт көршілес атомдарымен ковалентті байланыс түзеді 
жəне сегіз валентті электрондардан тұрақты электрондық қабықша 
түзеді. 

165 
Қоспаның бесінші электроны атом ядросымен əлсіз байланысты 
болады. Бесінші электронға кішігірім энергияны жібергенде, ол 
ковалентті байланысты үзбей, яғни тесік жасамай, бос болады. Бесінші 
топтың қоспа атомдары бос электрондардың көзі болғандықтан, 
осындай қоспаны донорлық қоспа деп атайды, ал донорлық қоспасы 
бар жартылай өткізгіш л-типті жартылай өткізгіш болып табылады, 
себебі өткізгіштік өтімділік электрондарына байланысты. 
Егер жартылай өткізгіш кристалындағы оның атомдарының біреуі 
трехвалентті қоспаның атомымен алмастырылса, бос электронның 
пайда болмайынша, толтырылмаған ковалентті байланыс, тесік пайда 
болады. 
Қоспалық атом үзілген ковалентті байланысты толтыруға арналған 
электронды қабылдай алатындықтан, ол акцептор деп аталады, ал 
акцепторлық қоспасы бар жартылай өткізгіш р-типті жартылай
өткізгіш деп аталады, себебі өткізгіштігі тесіктердің қозғалысына 
байланысты. 
Жартылай өткізгіштерде электр заряды тасымалдаушыларының екі 
түрі бар: негізгі жəне негізгі емес. Негізгі тасымалдаушылар 
қоспалардың болуымен байланысты, негізгі емес тасымалдаушылар 
ковалентті байланыстың үзілуіне байланысты. л-типті жартылай 
өткізгіштегі негізгі тасығыштар - бос электрондар, ал негізгі емес 
тасығыштар - саңылаулар, р-типті жартылай өткізгіште негізгі 
тасығыштар - саңылаулар, ал негізгі емес - электрондар болып 
табылады. 

жүктеу/скачать 5.26 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: