1. Yarim o‘tkazgichlarning elektr xususiyatlari. Yarim o’tkazgich materiallarni tayyorlash

Yarim o‘tkazgichli materiallar va ularning tuzilishi

Monokristall va polikristall tuzilishga ega bo‘lgan, kelib chiqishi noorganik va organik bo‘lgan ko‘p sonli yarim o‘tkazgichli materiallardan elektrotexnika asosan germaniy, kremniy, selen, kremniy karbidi va galliy arsenidlaridan foydalaniladi. Ushbu materiallar yarim o‘tkazgichli elektr jixozlar va integral sxemalar ishlab chiqarishda keng qo‘llaniladi.

Kremniy va germaniy strukturaviy tuzilishi jixatidan olmossimon yarim o‘tkazgichlar toifasiga kiradi. U kub shaklida bo‘lib, uning tepalarida va markaziy chegaralarida germaniy yoki kremniy atomlari joylashgan. Bundan tashqari atomlar shu bilan birgalikda katta kub bo‘linadigan to‘rtta kichik kublarning markazida ham bo‘lishadi (12- rasm).

13-rasm. Olmos tipidagi kristall tuzilishi
Yuqoridagi rasmlarda germaniy kubik tuzilishining yassi tasviri aks ettirilgan. Rasmdan ko‘rinib turibdiki, olmos tipidagi tuzilishda har bir ko‘rilayotgan atom (germaniy yoki kremniy) to‘rtta shunga o‘xshagan atom bilan o‘ralgan. Ushbu atomlar orasidagi masofa bir xil bo‘lib, har bir atom qo‘shni atom bilan kovalent bog‘lanish hosil qilinadi.
Germaniy (Ge) — Mendeleev davriy sistemasining to‘rtinchi guruhiga kiruvchi element hisoblanadi. Uni olishda xom ashyo vazifasini tarkibida germaniy bo‘lgan rux va sulfid rudalari, shu bilan birgalikda ko‘mir tuzlari o‘taydi.
Murakkab ximiyaviy jarayon hisobiga germaniy quymasi olinadi, lekin uning tarkibida aralashmalar va u monokristall material bo‘lganligi bois, undan yarim o‘tkazgichli priborlar tayyorlashda foydalanib bo‘lmaydi. Dastlab ushbu quyma aralashmalardan zonaviy eritish usuli bilan tozalanadi. Tozalangan yarim o‘tkazgichli materialda, ya’ni germaniyda aralashmalar 10^-9% (massasi bo‘yicha), kremniyda esa 10^-11% (massasi bo‘yicha) dan ortmasligi lozim.
Monokristalli germaniy olish uchun dastlab u vakuumda yoki inert gazli atmosfera sharoitida eritiladi. So‘ngra p- va n-tipidagi elektr o‘tkazuvchanlikka ega bo‘lgan germaniy olish uchun tozalangan germaniy quymasiga donor yoki akseptorli aralashma qo‘shiladi. Eritmadan ma’lum bir tezliklarda kerakli diametrlarda yaxlit silindr ko‘rinishida monokristalli germaniy so‘rib olinadi. Germaniy och kumushsimon rangda bo‘lib, zichligi 5320 kg/m³ va erish harorati 937,2°C ga teng. Tozalangan legirlanmagan germaniy quyidagi elektr xarakteristikalariga ega (20°C harorat sharoitida): solishtirma elektr qarshiligi ρ = 60÷68 Om·sm; ε = 16,3. p-tipidagi elektr o‘tkazuvchanlikka ega bo‘lgan legirlangan germaniy navlarida ρ=0,003÷45 Om·sm; n-tipidagi elektr o‘tkazuvchanlikka ega bo‘lgan legirlangan germaniy navlarida esa ρ=0,4÷7 Om·sm (legirlash darajasiga ko‘ra) ni tashkil etadi. Germaniyning barcha navlari yuqori jihatdan qattiq va mo‘rt xususiyatga ega.
Germaniydan diod, fotoelement va boshqa yarim o‘tkazgichli priborlar tayyorlashda foydalaniladi.