ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

Л.Н.ГУМИЛЕВ АТЫНДАҒЫ ЕУРАЗИЯ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

ФИЗИКА-ТЕХНИКАЛЫҚ ФАКУЛЬТЕТ

ҒАРЫШТЫҚ ТЕХНИКА ЖӘНЕ ТЕХНОЛОГИЯЛАР КАФЕДРАСЫ

«Микропроцессорлар және микропроцессорлық жүйелер» пәнінен

«Шынайы p – n -ауысуының вольтамперлік сипаттамасы»

тақырыбы бойынша

КУРС ЖҰМЫСЫ

Орындаған:

«3» курс студенті Мұқан Е.А.

Қабылдаған:

Ергалиев Д.С. доцент, ғ.к.т.

Астана, 2013

Жоспар

1 1.1 1.2 1.3 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 3 4 5

Кіріспе Жартылай өткізгіштер Жартылай өткiзгiштердегi электр тогы Өзіндік жартылай өткізгіштердің электр өткізгіштігі Қоспалы жартылай өткізгіштердің өткізгіштігі p – n ауысу Диффузия р – n ауысуының қасиеттері p – n өтуін жасауда диффузиялық әдіс Жартылай өткiзгiшті диодтар Диодтың түрлері мен белгіленуі Жартылай өткізгішті диодтардың негізгі техникалық шамалары Қорытынды Пайдаланылған әдебиеттер тізімі Мазмұны

Кіріспе

Жартылай өткізгіштерге тән қасиеттердің ең маңыздысы – әр типті екі жартылай өткізгіштердің түйісуі екендігі, оның р – n -ауысу деп аталатындығы айтылады. p – n -ауысу қасиетін түсіндіруді тәжірибеден бастаған тиімді. Жартылай өткізгішті диодтың бір бағытта токты жақсы өткізетіндігін, екінші бағытта өте нашар өткізетіндігі көрсетіледі.

Бұл құбылыстардың себебі жөнінде сыныпта проблемалық жағдай туғызуға болады. Алдымен әр типті өткізгіштерді түйістіргенде жүретін процесс түсіндіріледі. Дереу түйісу арқылы негізгі заряд тасымалдаушылардың n -диффузиясы басталады да, түйісу аймағында зарядтардың бейтараптануы нәтижесінде аймақтың кедергісі артып кетеді. Жартылай өткізгіштердің түйіскен жерінде пайда болған қосарланған электр қабаты зарядтар қозғалысына кедергі жасап, белгілі моментте диффузия процесін тоқтатып тастайды.

Жартылай өткізгішті диодтар техникада кеңінен пайдаланылатын құрылғы болып табылады. Диод бір р – n -ауысудан тұратын жартылай өткізгішті құрылғыларды айтады.

Әрі қарай диодтың вольтамперлік сипаттамасы қарастырылады. Токты өткізу бағытында кернеуге байланысты ток жылдам өседі де, жапқыш бағытта ток аз және кернеуге айтарлықтай тәуелді емес. Жартылай өткізгішті диодтардың айнымалы токты түзету үшін қолданылатындығы айтылады. Сонымен қатар әр түрлі мақсаттарда диодтардың радиотехникада, автоматикада, телемеханикада, кеңінен қолданылып келе жатқандығын айта кету керек.

1 Жартылай өткізгіштер

1.1 Жартылай өткiзгiштердегi электр тогы

Жартылай өткiзгiштер деп кедергiсi кең көлемде өзгере алатын және температурасы жоғарылаған сайын кедергiсi тез азаятын заттарды айтады.

Таза (қоспасыз) жартылай өткiзгiш кристалындағы еркін электрондардың және кемтiктердiң қозғалысынан болатын өткiзгiштiктi жартылай өткiзгiштердiң меншiктi өткiзгiштiгi дейді.^[6]

Таза жартылай өткiзгiштiң электрөткiзгiштiгi тек қана кристалдағы коваленттiк байланыстар үзілген жағдайда ғана мүмкін болады. Мысалы, қыздыру коваленттiк байланыстардың үзiлуiне келтiредi, сондықтан еркiн электрондар пайда болып, таза жартылай өткiзгiштiң меншiктi электрондық өткiзгiштiгi (n -типтi өткiзгiштiгi) болады.

Электрон кеткен жерде артық оң заряд пайда болады да, оң кемтiк құрылады.

Сыртқы электр өрiсiнде электрондар электр өрiсiнiң кернеулiгiнiң бағытына қарама қарсы жаққа ығысады. Оң кемтiктер электр өрiсiнiң кернеулiгiнiң бағытына қарай орын ауыстырады, яғни электр өрiсiнiң әсерiнен оң зарядтың қозғалатын жағына қарай орын ауыстырады. Кемтiктердiң реттi орын ауыстыруанан болатын таза жартылай өткiзгiштiң электрөткiзгiштiгiң меншiктi кемтiктiк өткiзгiштiгi (p -типтi өткiзгiштiгi) дейдi.^[3]

1 Сурет. N -типті жартылай өткізгіш

Жартылай өткiзгiштердiң кристалдық торларына қоспаларды (қоспалық центрлерiн) еңгiзуiнен болатын электрөткiзгiштi қоспалық өткiзгiштiк дейдi.

Қоспалар жартылай өткiзгiштер кристалдарына электрондарды қосымша жабдықтаушы болуы мүмкiн. Мысалы, жартылай өткiзгiштiң торында германийдiң төрт валенттiк электроны бар бiр атомы бес валенттiк электроны бар қоспаның (мышьяк, сүрме) атомымен ауыстырылсын. Қоспалық атомның төрт электроны көршi германий атомдарының электрондарымен коваленттiк байланыстар жасауға қатысады, ал бесiншi электрон коваленттiк байланыс жасауға қатыса алмайды. Ол “артық" болады, өз атомымен әлсiз байланыста болады, сондықтан одан оңай бөлiнiп кетедi де, еркiн атом бола алады (1 сурет). Электр өрiсiнiң әсерiнен жартылай өткiзгiштегi сондай электрондар реттелген қозғалысқа келедi, ал жартылай өткiзгiште электрондық қоспалық өткiзгiш пайда болады. Мұндай өткiзгiштiгi бар өткiзгiштер электрондық немесе n -типтiк жартылай өткiзгiштер дейдi.