Elektronika va asbobsozlik
Yüklə 4,66 Mb.
|
|
13-MA’RUZA.
Mavzu: Yarimo‘tkazgich materiallar va ularning xarakteristikalari. REJA: 1. Yarim o‘tkazgichlarning p – n o‘tish. 2. Yarim o‘tkazgich xususiy elektr o‘tkazuvchanligi Tayanch so‘z va iboralar: Ferritlar, erkin elektronlar, dielektriklar, solishtirma elektr qarshiligi, o‘tkazgichlar bilan dielektriklar. Elektr o‘tkazuvchanligi jihatidan yarim o‘tkazgichlar metall o‘tkazgichlar bilan dielektriklar o‘rtasidagi oraliq o‘rinni egallaydi. Masalan, o‘tkazgichlarning solishtirma elektr qarshiligi 10-6—10-4 Om·sm, yarim o‘tkazgichlarniki 10-4—10-9 Om·sm, dielektriklarniki esa 10-10—10-20 Om·sm ga teng. Barcha metall o‘tkazgichlarda temperatura ko‘tarilishi bilan elektr qarshilik ortadi, yarim o‘tkazgichlar va dielektriklarda esa kamayadi. O‘tkazgichlarda juda ko‘p miqdorda erkin elektronlar bo‘lib, ularning bir tomonga yo‘nalgan harakati o‘tkazuvchanlik tokni tashkil etadi, yarim o‘tkazgichlarni faqat Kyuri nuqtasiga* qadar saqlab turadi. Tarkibi jihatdan turlicha bo‘lgan ferritlarda Kyuri temperaturasi keng chegarada: 45 dan 950°S gacha o‘zgaradi. Doimiy magnitlar tayyorlash uchun magnit qatti ferritlaodan foydalaniladi, ulardan eng ko‘p ishlati ladigani bariy ferritlaridir VaO·6G‘e2O3. Magnit yumshoq ferritlardan farq qilib, bariy ferritlay kubsimon emas, balki geksagonad kristall strukturali bo‘ladi. Geksagonal kristall strukturada koersitiv kuch kattaligi sababli bariy ferritlar magnit qattiq bo‘ladi. Bariy ferriglar strukturasi jihatidan polli kristall materiallar bo‘lib, juda ko‘p kristall zarrachalardan tarkib topgan. Bunda kristall zarrachalar ixtiyoriy orientatsiyalangan bo‘ladi, bu esa fsrritning xossalari barcha yo‘nalishlarda bir xil bo‘lishiga olib keladi. Bunday ferritlar izotrop (BI markali) bo‘ladi. Agar magnitlarnn preslash jarayonida kukunsimon massaga kuchlanganligi katta (N≈800 A/m) bo‘lgan tashqi magnitaviy maydon ta’sir ettirilsa, kristall zarrachalar bir yo‘nalishda orientatsiyalanadi. Bunday tayyorlangan bariyli magnitlar anizotrop (BA markali) bo‘ladi. Pechlarda pishirilgan va magnitlangan tayyor holdagi bu magnitlar magnitaviy xarakteristikalarining darajasi ancha yuqori bo‘ladi (16-jadval). Jadvaldan ko‘rinib turibdiki, bariyli, ferritlardan tayyorlangan magnitlarning solishtirma qarshiligi katta bo‘ladi, bu esa ularni yuqori chastotalar sohasida ishlatishga imkon beradi. Yaxshiroq foydalanish uchun bariyli magnitlar uzunligi kesimidan kichik bo‘ladigan shaklda tayyorlanadi. 16-jadval Bariyli ferritlarning asosiy xarakteristikalari**
*Magnnt matervallar o‘zinchng magnitaviy xossalarini saqlab qoladigan chegaraviy temperatura. Bariyli ferritlar xarakteristikalarining barqarorligi bilan ajralib turadi, lekin temperaturaning keskin o‘zgarishlariga sezgir bo‘ladi. Ular oson topiladigan kukunsimon materiallardan (temir Sh)-oksid G‘e2O3 va bariy karbonat VaSOzdan) keramika texnologiyasi metodlari bilan tayyorlanadi. Bariyli ferritlardan yasalgan magnitlar temir-nikel aluminiy qotishmalaridan va boshqa metall materiallardan yasalgap magnitlarga qaraganda ancha arzon bo‘ladi. Mo‘rtligi va ularga faqat shlifovka yo‘li bilangina ishlov berish mumkinligi barcha ferritlarning kamchiligidir. Ferritlar magnitli yarim o‘tkazgichlar hisoblanadi, binobarin, temperatura ko‘tarilishi bilan ularning solishtirma qarshiligi kamayadi, bu esa uyurma toklarga bo‘lgan isroflarni oshiradi. Yarim o‘tkazgichlar elektr o‘tkazuvchanligi jihatidan metall o‘tkazgichlar bilan dielektriklar orasidagi oralik urinda turadi. Masalan, metall o‘tkazgichlarning solishtirma o‘tkazuvchanligi 106-108 sm/m bo‘lsa, yarim o‘tkazgichlarniki 10-8 – 106 Sm/m, dtelektrikniki esa 10-18 – 10-8 Sm/m ni tashkil etadi. Bundan tashqari, xamma metall o‘tkazgichlar temperatura ortishi bilan o‘zining o‘tkazuvchanligini kamaytiradi, dielektriklar esa orttiradi. O‘tkazgichlar tarkibi juda ko‘p miqdorda erkin elektronlar mavjud, sof yarim o‘tkazgichlarda esa bunday elektronlar ko‘p emas. Bunga sabab shuki, yarim o‘tkazgichlardagi valent elektronlar uz atomlari bilan bog‘langan, ya’ni erkin emas. Yarim o‘tkazgichlarning yana bir xususiyati – ulardan utuvchi tok miqdori tashqi ta’sirlar: kizish, nurlanish va aralashmalar kushilishi ta’sirida katta oralikda o‘zgarishi va xosil bulishi mumkin. Bu yarim o‘tkazgichdagi valent elektronlar energiyasini ko‘paytiradi, elektronlarni uz atomlarida ajralishlariga imkon beradi va qo‘yilgan tashqi kuchlanish ta’sirida yo‘nalishli ko‘chishga olib keladi, ya’ni ular tok tashuvchi bo‘lib qolishi mumkin. 22-rasm Yarim o‘tkazgich temperaturasi qancha yuqori yoki unga tushaetgan nurlanish kancha kuchli bo‘lsa, unda erkin elektronlar shuncha ko‘p, demak, undan o‘tuvchi tok shuncha ko‘p bo‘ladi. Natijada yarim o‘tkazgichda elektron o‘tkazuvchanlik yoki n tip elektr o‘tkazuvchanlik paydo bo‘ladi. Bunda ozod bo‘lgan elektronlar yarim o‘tkazgichning uz atomlariga tegishli, shu sababdan bunday elektr o‘tkazuvchanlik xususiy o‘tkazuvchanlik deb ataladi. Elektronini yo‘qotgan yarim o‘tkazgich atomlari musbat zaryadlangan ionlarga aylanadi, ular uz urinlarida maxkam turaveradi va kucha olmaydi. Atomning elektron tashlab ketgan tashkil orbitasidan joy teshik deb ataladi, unga qo‘shni atomdan ajralib chikkan boshqa elektron kelib o‘tirishi mumkin. Elektronning bunday sakrab yurishi natijasida kushni atomda xam shunday tekshik xosil bo‘ladi, ya’ni u atom musbat zaryadlangan ionga aylanib koladi. Agar yarim o‘tkazgichga elektr kuchlanishi qo‘yilsa, elektronlar bir yo‘nalishda bir atomdan boshqa atomga ko‘cha boshlaydi, teshiklar esa unga karama-qarshi yo‘nalishda paydo bo‘la boshlaydi. Teshiklarni elektronga teng miqdorda musbat zaryadlangan zarracha deb atom qabul qilingan. Teshiklarning elektronlar ko‘chishiga qarama-qarshi yo‘nalishda tuyilma kuchishi tyokish toki deb ataladi. Yarim o‘tkazgichning teshik toki bilan bog‘lik bo‘lgan elektr o‘tkazuvchanligi teshikli o‘tkazuvchanlik yoki R tip o‘tkazuvchanlik deb ataladi. Shunday qilib, elektronlarning bir tomonga, teshiklarning karama-qarshi tomonga kuchishi yarim o‘tkazgichning xususiy elektr o‘tkazuvchanligi belgilaydi, chunki tok tashuvchilar (elektronlar va teshiklar) yarim o‘tkazgichning o‘z atomlariga tegishlidir. Bu holda umumiy tok Ie va teshik tok It lar yig‘indisidan tashkil topadi, ya’ni Yüklə 4,66 Mb. Dostları ilə paylaş:
|