Yarı iletken- öyle bir madde ki direnç geniş bir aralıkta değişebilir ve artan sıcaklıkla çok hızlı bir şekilde azalır; bu da şu anlama gelir: elektriksel iletkenlik(1/R) artar.
- silikon, germanyum, selenyum ve bazı bileşiklerde gözlenir.

İletim mekanizması yarı iletkenlerde

Yarı iletken kristallerin atomik bir yapısı vardır. kristal kafes, Nerede dış elektronlar Komşu atomlara kovalent bağlarla bağlanır.

Şu tarihte: düşük sıcaklıklar saf yarı iletkenlerde serbest elektronlar hayır ve bir dielektrik gibi davranıyor.

Yarı iletkenler saftır (kirlilik içermez)

Yarı iletken saf ise (safsızlıklar olmadan), o zaman sahip olmak iletkenlik düşüktür.

Öz iletkenlik iki türü vardır:

1 elektronik(iletkenlik "n" - tipi)

Yarıiletkenlerde düşük sıcaklıklarda tüm elektronlar çekirdeğe bağlanır ve direnç yüksektir; artan sıcaklıkla kinetik enerji parçacıklar artar, bağlar bozulur ve serbest elektronlar ortaya çıkar - direnç azalır.
Serbest elektronlar elektrik alan kuvveti vektörünün tersi yönünde hareket eder.
Elektronik iletkenlik yarı iletkenler serbest elektronların varlığından kaynaklanmaktadır.

2. delik("p" tipi iletkenlik)

Sıcaklık arttığında bozulurlar değerlik tahvilleri gerçekleştirillen değerlik elektronları Atomlar arasında elektronu eksik olan boşluklar oluşur - bir "delik".
Kristal boyunca hareket edebilir çünkü yeri değerlik elektronları ile değiştirilebilir. "Deliğin" hareket ettirilmesi hareket etmeye eşdeğerdir pozitif yük.
Delik, elektrik alan şiddeti vektörü yönünde hareket eder.

Isınmanın yanı sıra yırtılma kovalent bağlar ve yarı iletkenlerin içsel iletkenliğinin ortaya çıkışı, aydınlatmadan (foto iletkenlik) ve güçlü elektrik alanlarının etkisinden kaynaklanabilir.

Saf bir yarı iletkenin toplam iletkenliği “p” ve “n” tipi iletkenliklerin toplamıdır
ve elektron deliği iletkenliği olarak adlandırılır.

Safsızlık içeren yarı iletkenler

Onlar sahip kendi + kirlilik iletkenlik
Safsızlıkların varlığı iletkenliği büyük ölçüde artırır.
Safsızlıkların konsantrasyonu değiştiğinde, elektrik akımı taşıyıcılarının (elektronlar ve delikler) sayısı da değişir.
Akımı kontrol etme yeteneği yarı iletkenlerin yaygın kullanımının temelini oluşturmaktadır.

Var:

1)bağışçı yabancı maddeler (verme)

Yarı iletken kristallere ek elektron tedarikçileridirler, kolayca elektronlardan vazgeçerler ve yarı iletkendeki serbest elektronların sayısını arttırırlar.
Bunlar iletkenler "n" - türü yani Çoğunluk yük taşıyıcısının elektronlar ve azınlık yük taşıyıcısının delikler olduğu donör safsızlıklarına sahip yarı iletkenler.
Böyle bir yarı iletken elektronik safsızlık iletkenliğine sahiptir.

Örneğin arsenik.

2. akseptör yabancı maddeler (alma)

Elektronları emerek “delikler” oluştururlar.
Bunlar yarı iletkenler "p" - mesela, onlar. ana yük taşıyıcısının delikler olduğu ve azınlık yük taşıyıcısının elektron olduğu alıcı safsızlıklarına sahip yarı iletkenler.
Böyle bir yarı iletken delik safsızlık iletkenliğine sahiptir.

Örneğin - indiyum.

P-n bağlantısının elektriksel özellikleri

"p-n" geçişi(veya elektron-delik geçişi) - iletkenliğin elektronikten deliğe (veya tam tersi) değiştiği iki yarı iletkenin temas alanı.

Bu tür bölgeler, yabancı maddelerin eklenmesiyle bir yarı iletken kristalde oluşturulabilir. Farklı iletkenliğe sahip iki yarı iletkenin temas bölgesinde karşılıklı difüzyon meydana gelecektir. elektronlar ve delikler oluşur ve engelleyici bir elektrik katmanı oluşur. Engelleyici katmanın elektrik alanı engellenir. daha fazla geçiş sınır boyunca elektronlar ve delikler. Engelleme katmanı, yarı iletkenin diğer bölgelerine kıyasla arttırılmış dirence sahiptir.

Erişim modu р-n kavşağı:

Dış elektrik alanı engelleme (ters) yönde olduğunda, iki yarı iletkenin temas alanından hiçbir elektrik akımı geçmeyecektir.
Çünkü elektronlar ve delikler sınırdan diğerine doğru hareket eder zıt taraflar daha sonra bariyer tabakası kalınlaşır ve direnci artar.

Kilitleme p-n modu geçiş.

Yarı iletkenlerde elektrik akımının doğası. İçsel ve safsızlık iletkenliği.

Yarı iletkenler artan sıcaklıkla, yabancı maddelerin varlığıyla ve aydınlatmadaki değişikliklerle direnci azalan maddelerdir. Bu özellikleri bakımından metallerden çarpıcı biçimde farklıdırlar. Tipik olarak yarı iletkenler, bir elektronu serbest bırakmak için 1,5-2 eV'den fazla olmayan bir enerjinin gerekli olduğu kristalleri içerir. Tipik yarı iletkenler, atomların kovalent bir bağla birleştiği germanyum ve silikon kristalleridir. Bu bağlantının doğası yukarıdakileri açıklamamıza izin verir karakteristik özellikler. Yarı iletkenler ısıtıldığında atomları iyonize olur. Serbest kalan elektronlar, tüm değerlik bağları doymuş olduğundan komşu atomlar tarafından yakalanamaz. Harici bir elektrik alanının etkisi altındaki serbest elektronlar kristal içinde hareket edebilir ve elektron akımı iletkenlik. Bir kristal kafesteki atomlardan birinin dış kabuğundan bir elektronun çıkarılması, pozitif bir iyon oluşumuyla sonuçlanır. Bu iyon bir elektron yakalanarak nötralize edilebilir. Ayrıca elektronların atomlardan pozitif iyonlara geçişi sonucunda işlem meydana gelir. kaotik hareket Bir kristalde elektronun eksik olduğu yerler “deliklerdir”. Dışarıdan, bu kaotik hareket süreci, pozitif bir yükün hareketi olarak algılanıyor. Bir kristal bir elektrik alanına yerleştirildiğinde, "deliklerin" düzenli bir hareketi meydana gelir - bir delik iletim akımı. İdeal bir kristalde akım, eşit sayıda elektron ve "delik" tarafından oluşturulur. Bu tür iletkenliğe yarı iletkenlerin içsel iletkenliği denir. Sıcaklık (veya aydınlatma) arttıkça iletkenlerin içsel iletkenliği artar.
Yarı iletkenlerin iletkenliği hakkında büyük etki yabancı maddeler var. Verici ve alıcı safsızlıkları vardır. Destekleyici bir safsızlık, daha yüksek değerliliğe sahip bir safsızlıktır. Donör safsızlığı eklendiğinde yarı iletkende yapışkan elektronlar oluşur. İletkenlik elektronik hale gelecek ve yarı iletkene n tipi yarı iletken adı verilecek. Örneğin, n - 4 değerlikteki silikon için donör safsızlığı, n = 5 değerlikteki arseniktir. Arsenik safsızlığının her atomu, bir iletim elektronunun oluşmasıyla sonuçlanacaktır.
Alıcı safsızlığı, daha düşük değerliliğe sahip bir safsızlıktır. Böyle bir yabancı madde eklendiğinde yarı iletkende fazladan sayıda "delik" oluşur. İletim “delik” olacaktır ve yarı iletkene p tipi yarı iletken adı verilir. Örneğin, silikon için alıcı safsızlığı, n = 3 değerlikli indiyumdur. Her indiyum atomu, fazladan bir "delik" oluşumuna yol açacaktır.
Çoğu yarı iletken cihazın çalışma prensibi pn bağlantısının özelliklerine dayanmaktadır.

"Akıntı" kelimesi bir şeyin hareketi veya akışı anlamına gelir. Elektrik akımı yüklü parçacıkların düzenli (yönlendirilmiş) hareketidir. Tipik olarak, serbest yükler harici yönlendirilmiş bir elektromanyetik kuvvete maruz kaldığında bir elektrik akımı meydana gelir. Ancak yarı iletkenlerde, yerleşim yoğunluklarında homojenlik yoksa, kaotik termal hareket nedeniyle yüklerin yönlendirilmiş hareketi mümkündür. Bu durumda yükler tercihen daha yüksek konsantrasyonlu bir alandan daha düşük konsantrasyonlu bir alana doğru hareket eder. Bu fenomen difüzyon denir ve difüzyondan kaynaklanan akıma difüzyon denir.

Eylemin neden olduğu olağan akımı ayırt etmek elektrik kuvveti difüzyon akımından gelen olağan akıma sürüklenme adı verilir.

Elektron deliği geçişi

Çalışırken temas fenomeni yarı iletkenlerde bir geçiş elde etme yöntemlerine odaklanılmalıdır: safsızlıkların erimesi, difüzyon, iyon implantasyonu. Hepsi bir yarı iletken numunede elektron ve delik elektrik iletkenliğine sahip bölgelerin oluşturulmasını sağlar.

Geçişin yaratılması aşamasında bile, deliklerin p bölgesinden n bölgesine ve serbest elektronların n bölgesinden p bölgesine yayılma süreçleri meydana gelir. Sonuç olarak iki bölgenin sınırında çift katman oluşur. elektrik ücretleri negatif ve oluşan pozitif iyonlar safsızlık atomları ve aktarılan yükler tarafından oluşturulan elektrik alanı. Bu alan, bir denge durumunun oluşmasına neden olan ana yük taşıyıcılarının daha fazla yayılmasını engeller.

Elektron-delik geçişi bölgesi, bölgelerin sınırının her iki tarafında bir uzay yükleri tabakası olarak kabul edilir (Şekil 2.5). Bu katmana bariyer katmanı adı verilir çünkü serbest yük taşıyıcıları tükenmiştir ve birçok durumda dielektrik olarak kabul edilebilir. Burada bariyer katmanındaki uzay yükü yoğunluklarının, bölgelerin sınırının her iki tarafında farklı olduğunu vurgulamak gerekir, çünkü bunlar, n-bölgesindeki donör safsızlığının ve p bölgesindeki alıcı safsızlığının konsantrasyonları tarafından belirlenir. -bölge. Genel olarak, uzay yükünün çift katmanı elektriksel olarak nötrdür: n-bölgesindeki toplam pozitif yük, toplam yüke eşittir. negatif yük p-bölgesinde. Bir uzay yükünün elektrik alanının ana etkisi, difüzyon akımını bariyer tabakasının iletim akımının (sürüklenme akımı) çok küçük bir değerine kadar zayıflatmaktır. Sonuç olarak, bağlantı noktasından geçen toplam akımın sıfır olduğu ortaya çıkıyor.

Bağlantıya harici bir voltaj uygulanırsa, kontak voltajına eklenir ve polariteye bağlı olarak bağlantı noktasındaki voltajı artırır veya azaltır, bu da içinden geçen difüzyon akımında bir değişikliğe yol açar. Sürüklenme akımına gelince, değeri pratik olarak harici voltajdan bağımsızdır ve yalnızca tükenme katmanındaki serbest taşıyıcıların üretim hızıyla belirlenir. Bağlantının tek yönlü iletkenliği, harici voltajın doğrudan polaritesi ile difüzyon akımında çok güçlü bir artışın mümkün olması ve ters polarite ile sıfıra yakın olduğu için yalnızca çok hafif bir düşüşün mümkün olması gerçeğinden kaynaklanmaktadır. .

Ayrıca dış stres güçlü etki uzay yükleri doğrudan bağlantı noktasındaki voltajla ilişkili olan bariyer katmanının kalınlığı üzerinde. Bu voltajdaki bir artış uzay yüklerinde bir artışa yol açmalıdır. Ancak bu yüklerin yoğunluğu yalnızca yabancı maddelerin konsantrasyonları tarafından belirlenir. Sonuç olarak hacimlerinin artması nedeniyle yüklerde bir artış meydana gelecektir, bu da bariyer tabakasının kalınlığında bir artış anlamına gelir.

Yarı iletkenler, elektrik iletkenliği açısından iletkenler ve elektrik akımı iletken olmayanlar arasında bir ara yer işgal eder. Yarı iletkenler grubu birçok içerir daha fazla madde birlikte alınan iletken ve yalıtkan gruplarından daha fazladır. En karakteristik temsilciler yarı iletkenler bulundu pratik uygulama Teknolojide germanyum, silikon, selenyum, tellür, arsenik, bakır oksit ve büyük miktar alaşımlar ve kimyasal bileşikler. Neredeyse her şey inorganik maddelerçevremizdeki dünya - yarı iletkenler. Doğadaki en yaygın yarı iletken, yer kabuğunun yaklaşık %30'unu oluşturan silikondur.

Yarı iletkenler ve metaller arasındaki niteliksel fark, öncelikle direncin sıcaklığa bağımlılığında ortaya çıkar. Sıcaklık düştükçe metallerin direnci azalır. Yarıiletkenlerde ise tam tersine sıcaklık düştükçe direnç artar ve neredeyse mutlak sıfır pratikte yalıtkan olurlar.

Yarıiletkenlerde serbest yük taşıyıcılarının konsantrasyonu artan sıcaklıkla birlikte artar. Yarıiletkenlerde elektrik akımının mekanizması serbest elektron gaz modeli çerçevesinde açıklanamaz.

Germanyum atomlarının dış kabuklarında zayıf bağlı dört elektron bulunur. Bunlara değerlik elektronları denir. Bir kristal kafeste her atom dört atomla çevrilidir. en yakın komşular. Bir germanyum kristalindeki atomlar arasındaki bağ kovalenttir, yani değerlik elektron çiftleri tarafından gerçekleştirilir. Her değerlik elektronu iki atoma aittir. Bir germanyum kristalindeki değerlik elektronları atomlara metallere göre çok daha güçlü bir şekilde bağlanır; Bu nedenle yarı iletkenlerde oda sıcaklığında iletim elektronlarının konsantrasyonu metallere göre çok daha düşüktür. Bir germanyum kristalinde mutlak sıfır sıcaklığına yakın bir sıcaklıkta, tüm elektronlar bağ oluşumunda meşgul olur. Böyle bir kristal elektrik akımını iletmez.

Sıcaklık arttıkça değerlik elektronlarından bazıları kovalent bağları kırmaya yetecek kadar enerji kazanabilir. Daha sonra kristalde serbest elektronlar (iletim elektronları) görünecektir. Aynı zamanda bağların kırıldığı yerlerde elektronların işgal etmediği boşluklar oluşur. Bu boş pozisyonlara “delik” denir.

Belirli bir yarı iletken sıcaklıkta, birim zamanda belirli sayıda elektron-delik çifti oluşur. Aynı zamanda zaman geçiyor Ters işlem: Serbest bir elektron bir delikle karşılaştığında, germanyum atomları arasındaki elektronik bağ yeniden kurulur. Bu sürece rekombinasyon denir. Elektromanyetik radyasyonun enerjisi nedeniyle bir yarı iletken aydınlatıldığında elektron-delik çiftleri de oluşturulabilir.

Bir yarı iletken bir elektrik alanına yerleştirilirse, düzenli harekete yalnızca serbest elektronlar dahil olmaz, aynı zamanda pozitif yüklü parçacıklar gibi davranan delikler de dahil olur. Bu nedenle, bir yarı iletkendeki akım I, elektron I n ve delik I p akımlarından oluşur: ben = ben n + ben p.

Bir yarı iletkendeki iletim elektronlarının konsantrasyonu deliklerin konsantrasyonuna eşittir: n n = n p. Elektron-delik iletim mekanizması kendisini yalnızca saf (yani safsızlık içermeyen) yarı iletkenlerde gösterir. Buna yarı iletkenlerin içsel elektrik iletkenliği denir.

Safsızlıkların varlığında yarı iletkenlerin elektriksel iletkenliği büyük ölçüde değişir. Örneğin yabancı maddelerin eklenmesi fosfor kristale silikon atomik yüzde 0,001'lik bir miktarda, direnci beş kattan fazla azaltır.

İçine bir yabancı maddenin katıldığı (yani bir tür atomun bir kısmının başka türden atomlarla değiştirildiği) bir yarı iletken denir. safsızlık veya katkılı.

İki tür safsızlık iletkenliği vardır - elektronik ve delik iletkenliği.

Bu nedenle, dört değerlikli bir doping yaparken germanyum (Ge) veya silikon (Si) beş değerlik - fosfor (P), antimon (Sb), arsenik (As) Safsızlık atomunun bulunduğu yerde fazladan bir serbest elektron belirir. Bu durumda safsızlık denir. bağışçı .

Dört değerlik germanyum (Ge) veya silikon (Si) üç değerlik ile katkılandığında - alüminyum (Al), indiyum (Jn), bor (B), galyum (Ga) - bir çizgi deliği belirir. Bu tür safsızlıklara denir akseptör .

Aynı örnekte yarı iletken malzeme bir bölüm p - iletkenliğe ve diğer n - iletkenliğe sahip olabilir. Böyle bir cihaza yarı iletken diyot denir.

"Diyot" sözcüğündeki "di" ön eki "iki" anlamına gelir; cihazın iki ana "bölümüne", birbirine yakın iki yarı iletken kristale sahip olduğunu belirtir: biri p-iletkenliğe sahiptir (bu bölgedir) P), diğeri - n - iletkenlik ile (bu bölge P). Aslında, bir yarı iletken diyot, bir kısmına donör kirliliğinin (bölge) eklendiği bir kristaldir. P), diğerine - alıcı (bölge P).

Pili bir diyota bağlarsanız sabit voltaj bölgeye "artı" R ve bölgeye “eksi” N, daha sonra serbest yükler (elektronlar ve delikler) sınıra ve pn bağlantısına doğru hızla ilerleyecektir. Burada birbirlerini etkisiz hale getirecekler, yeni yükler sınıra yaklaşacak ve DC. Bu, bir diyotun sözde doğrudan bağlantısıdır - yükler onun içinden yoğun bir şekilde hareket eder ve devrede nispeten büyük bir doğru akım akar.

Şimdi diyot üzerindeki voltajın polaritesini değiştirelim ve dedikleri gibi ters çevirelim - "artı" pili bölgeye bağlayalım P,"eksi" - bölgeye R. Serbest yükler sınırdan uzaklaşacak, elektronlar “artı”ya, delikler “eksi”ye doğru hareket edecek ve bunun sonucunda pn eklemi olmayan bir bölgeye dönüşecektir. ücretsiz masraflar, temiz bir yalıtkanın içine. Bu, devrenin kesileceği ve içindeki akımın duracağı anlamına gelir.

Diyottan küçük bir ters akım akmaya devam edecektir. Çünkü bölgedeki ana serbest yüklere (yük taşıyıcıları) - elektronlara ek olarak N ve p bölgesindeki delikler - bölgelerin her birinde ayrıca zıt işaretin önemsiz miktarda yükü vardır. Bunlar kendi azınlık yük taşıyıcılarıdır, herhangi bir yarı iletkende bulunurlar, atomların termal hareketleri nedeniyle içinde görünürler ve diyot boyunca ters akım yaratanlar onlardır. Bu yükler nispeten küçüktür ve ters akım, ileri akımdan birçok kez daha azdır. Ters akımın miktarı büyük ölçüde şunlara bağlıdır: sıcaklık çevre, yarı iletken malzeme ve alan p-n geçiş. Bağlantı alanının artmasıyla hacmi artar ve dolayısıyla termal üretim ve termal akım sonucu ortaya çıkan azınlık taşıyıcılarının sayısı artar. Çoğu zaman akım-gerilim özellikleri, netlik sağlamak amacıyla grafikler şeklinde sunulur.

Ders No. 41-169 Elektrik akımı yarı iletkenlerde. Yarı iletken diyot. Yarı iletken cihazlar.

Yarı iletken, direncin geniş bir aralıkta değişebildiği ve artan sıcaklıkla çok hızlı bir şekilde azaldığı, yani elektrik iletkenliğinin arttığı bir maddedir. Silikon, germanyum, selenyum ve bazı bileşiklerde görülür.

Yarı iletkenlerde iletim mekanizması

Yarı iletken kristaller, dış elektronların komşu atomlara kovalent bağlarla bağlandığı bir atomik kristal kafesine sahiptir. Düşük sıcaklıklarda saf yarı iletkenlerin serbest elektronları yoktur ve yalıtkan gibi davranırlar. Yarı iletken safsa (safsızlıksız), kendi iletkenliğine (küçük) sahiptir.

İki tür içsel iletkenlik vardır:

1) elektronik (iletkenlik " N“-tipi) Yarı iletkenlerde düşük sıcaklıklarda tüm elektronlar çekirdekle ilişkilidir ve direnç yüksektir; Sıcaklık arttıkça parçacıkların kinetik enerjisi artar, bağlar bozulur ve serbest elektronlar ortaya çıkar - direnç azalır.

Serbest elektronlar elektrik alan kuvveti vektörünün tersi yönde hareket eder. Yarıiletkenlerin elektronik iletkenliği serbest elektronların varlığına bağlıdır.

2) delik (p tipi iletkenlik). Sıcaklık arttıkça, değerlik elektronları arasındaki kovalent bağlar kopar ve elektronu eksik olan boşluklar (bir "delik") oluşur. Kristal boyunca hareket edebilir çünkü yeri değerlik elektronları ile değiştirilebilir. Bir “deliğin” hareket ettirilmesi, pozitif bir yükün hareket ettirilmesine eşdeğerdir. Delik, elektrik alan şiddeti vektörü yönünde hareket eder.

Yarı iletkenlerde kovalent bağların kopması ve içsel iletkenliğin ortaya çıkması ısı, ışık (fotoiletkenlik) ve güçlü elektrik alanlarının etkisinden kaynaklanabilir.

Bağımlılık R(t): termistör

— uzaktan ölçüm t;

- yangın alarmı

Saf bir yarı iletkenin toplam iletkenliği “p” ve “n” tipi iletkenliklerin toplamıdır ve elektron-delik iletkenliği olarak adlandırılır.

Safsızlık içeren yarı iletkenler

İçsel ve safsızlık iletkenliğine sahiptirler. Safsızlıkların varlığı iletkenliği büyük ölçüde artırır. Safsızlıkların konsantrasyonu değiştiğinde, elektrik akımı taşıyıcılarının (elektronlar ve delikler) sayısı da değişir. Akımı kontrol etme yeteneği yarı iletkenlerin yaygın kullanımının temelini oluşturmaktadır. Aşağıdaki yabancı maddeler mevcuttur:

1) donör safsızlıkları (bağış yapmak) - ilavedir

Yarı iletken kristallere elektron sağlayanlar, kolayca elektronlardan vazgeçerler ve yarı iletkendeki serbest elektronların sayısını artırırlar. Bunlar “n” tipi iletkenlerdir; Çoğunluk yük taşıyıcısının elektronlar ve azınlık yük taşıyıcısının delikler olduğu donör safsızlıklarına sahip yarı iletkenler. Böyle bir yarı iletken, elektronik safsızlık iletkenliğine (örneğin arsenik) sahiptir.

2) Alıcı safsızlıklar (alıcılar), elektronları kendi içlerine alarak “delikler” oluştururlar. Bunlar “p” tipi yarı iletkenlerdir; ana yük taşıyıcısının olduğu alıcı safsızlıkları olan yarı iletkenler

delikler ve azınlık bir - elektronlar. Böyle bir yarı iletken

delik safsızlık iletkenliği (örnek - indiyum).

Elektriksel özellikler "p-N » geçişler.

“pn” bağlantısı (veya elektron-delik bağlantısı), iletkenliğin elektronikten deliğe (veya tam tersi) değiştiği iki yarı iletkenin temas alanıdır.

Bu tür bölgeler, yabancı maddelerin eklenmesiyle bir yarı iletken kristalde oluşturulabilir. Farklı iletkenliğe sahip iki yarı iletkenin temas bölgesinde elektronların ve deliklerin karşılıklı difüzyonu gerçekleşecek ve bir engelleme bariyeri oluşacaktır.

elektrik katmanı. Bariyer katmanının elektrik alanı önler

elektronların ve deliklerin sınır boyunca daha fazla geçişi. Engelleme katmanı, yarı iletkenin diğer bölgelerine kıyasla arttırılmış dirence sahiptir.

Harici bir elektrik alanı bariyer katmanının direncini etkiler. Dış elektrik alanın ileri (geçiş) yönünde, akım iki yarı iletkenin sınırından geçer. Çünkü elektronlar ve delikler birbirlerine doğru arayüze doğru hareket eder, ardından elektronlar

sınırı geçerek delikleri dolduruyorlar. Bariyer tabakasının kalınlığı ve direnci sürekli olarak azalmaktadır.

Engelleme (harici elektrik alanının ters yönü) ile akım, iki yarı iletkenin temas alanından geçmeyecektir. Çünkü elektronlar ve delikler sınırdan zıt yönlerde hareket eder, ardından engelleme katmanı

kalınlaşır, direnci artar.

Böylece elektron-delik geçişi tek yönlü iletkenliğe sahiptir.

Yarı iletken diyot- bir “p-n” bağlantı noktasına sahip yarı iletken.

Yarı iletken diyotlar AC doğrultucuların ana elemanlarıdır.

Bir elektrik alanı uygulandığında: bir yönde yarı iletkenin direnci yüksektir, diğer yönde ise direnç düşüktür.

Transistörler.(itibaren İngilizce kelimeler transfer - transfer, direnç - direnç)

İçinde donör ve alıcı safsızlıkları bulunan germanyum veya silikondan yapılmış transistör türlerinden birini ele alalım. Safsızlıkların dağılımı öyledir ki, iki p-tipi yarı iletken tabakası arasında çok ince (birkaç mikrometre mertebesinde) bir n-tipi yarı iletken tabakası oluşturulur (şekle bakın).

Bu ince tabakaya denir temel veya temel. Kristalde iki tane oluşur R-n doğrudan yönleri zıt olan kavşaklar. Alanlardan üç çıktı çeşitli türler iletkenlik, şekilde gösterilen devreye bir transistör eklemenizi sağlar. Bu anahtar açıkken, sol R-n -geçiş doğrudan ve tabanı p tipi iletkenliğe sahip bölgeden ayırır. yayıcı. Hak olmasaydı R-n bağlantısı, verici - taban devresinde kaynakların voltajına bağlı olarak bir akım olacaktır (piller) B1 ve AC voltaj kaynağı) ve doğrudan emitör-taban bağlantısının düşük direnci dahil devre direnci.

Pil B2 doğru olacak şekilde açıldı R Devredeki -n bağlantısı (şekle bakınız) tersi Tabanı sağ bölgeden p tipi iletkenlik adı verilen iletkenlikle ayırır. kolektör. Eğer hiç kalmasaydı R-n bağlantısında kolektör devresindeki akım sıfıra yakın olacaktır, çünkü

Ters bağlantı direnci çok yüksektir. Solda bir akım varsa R-n bağlantısı, kolektör devresinde bir akım belirir ve kolektördeki akım, yayıcıdaki akımdan yalnızca biraz daha azdır (yayıcıya negatif bir voltaj uygulanırsa, o zaman soldaki R-n-bağlantısı ters olacak ve yayıcı devrede ve toplayıcı devrede pratik olarak hiç akım olmayacaktır). Verici ve taban arasında bir voltaj oluşturulduğunda, p tipi yarı iletkenin çoğunluk taşıyıcıları (delikler) zaten azınlık taşıyıcıları oldukları tabana nüfuz eder. Tabanın kalınlığı çok küçük olduğundan ve içindeki çoğunluk taşıyıcılarının (elektronların) sayısı az olduğundan, içine giren delikler neredeyse tabanın elektronlarıyla birleşmez (yeniden birleşmez) ve toplayıcıya nüfuz etmez. difüzyona. Sağ R-n bağlantısı, baz elektronlarının ana yük taşıyıcılarına kapalıdır, ancak deliklere kapalı değildir. Manifolddaki delikler taşınıyor elektrik alanı ve devreyi kapatın. Tabandan verici devresine dallanan akımın gücü çok küçüktür, çünkü tabanın yatay (yukarıdaki şekle bakın) düzlemdeki kesit alanı dikey düzlemdeki kesitten çok daha küçüktür.

Kolektördeki akım gücü pratik olarak güce eşit Emitördeki akım, emitördeki akıma göre değişir. Direnç R kollektör akımı üzerinde çok az etkisi vardır ve bu direnç oldukça büyük hale getirilebilir. Devresine bağlı bir alternatif voltaj kaynağı kullanarak yayıcı akımını kontrol ederek, R direnci üzerindeki voltajda senkron bir değişiklik elde ederiz. .

Direncin büyük direnciyle, üzerindeki voltajdaki değişiklik, yayıcı devredeki sinyal voltajındaki değişiklikten onbinlerce kat daha büyük olabilir. Bu da gerilimin artması anlamına geliyor. Bu nedenle R yükünde Gücü, yayıcı devresine giren güçten kat kat daha fazla olan elektrik sinyalleri elde etmek mümkündür.

Transistörlerin uygulanmasıÖzellikler R Yarı iletkenlerdeki -n bağlantı noktaları, elektriksel salınımları yükseltmek ve üretmek için kullanılır.