Elektronika va asbobsozlik

17-MA’RUZA.


Mavzu: Yarimo‘tkazgich materiallar GaAS,SiC.


REJA:

1. 
   Yarim o‘tkazgich materiallar Galliy arsenidi – GaAS
   

2 Kremniy karbidi SiC xakida tushuncha.

Tayanch suzlar va iboralar:

Noorganik, organik, yarim o‘tkazgich, germaniy, germaniy,kremniy, yarim o‘tkazgich materialdagi aralashmalar, fotoelementlar, Galliy arsenidi – GaAS mishyak (margimush).
Radioelektronikada asli noorganik va organik bo‘lgan mikrokristall va polikristall tuzilishdagi ko‘p sondagi yarim o‘tkazgich materiallardan asosan, germaniy, kremniy, selen, kremniy karbidi va galliy arsenidi qo‘llaniladi. Bu materiallar yarim o‘tkazgich asboblar va integral sxemalar ishlab chiqarishda keng ishlatiladi.
Kremniy va germaniylar olmosnikiga uxshash tuzilishga ega bulganligi uchun olmossimon yarim o‘tkazgich xisoblanadi. Bu kristall uchlarida va yeklarining urtalarida germaniy yeki kremniyning atomlari joylashgan kubdan iborat. Bundan tashqari atomlar, shuningdek, katta kubning bo‘lagi xisoblangan sakkizta kichik kubdan to‘rttasi (oktaniy) ning markazidan xam o‘rin olgan.
Rasmlardagi germaniy kub tuzilishining tekislikdagi tasviri ko‘rsatilgan edi. Shu rasmlardan ko‘rinib turibdiki, olmos turidagi tuzilishda atomlar (germaniy yeki kremniy) ning xar biri uzidan bir xil masofada joylashgan to‘rtta xuddi shunday atomlar bilan uralgan va atomlarning xar biri qo‘shni atomlar bilan kovalent bog‘langan.
39-rasm

K r ye m n i y k a r b i d i (SiC) tok va kuchlanish orasida aniq ifodalangan chiziqli bo‘lmagan bog‘lanishli polikristall tuzilishga ega bo‘lgan mo‘rt materialdir. Kremniy karbidi kremniy va uglerodning kimyoviy birikishi natijasida hosil bo‘ladi. Kremniy karbidini olishda boshlang‘ich material sifatida toza kvars kum (SiO₂) va toshko‘mir ishlatiladi. U yoki bu xildagi aralashma (shixta) ga fosfor, surma, vismut yoki kalsiy, magniy, aluminiy va b. kiritiladi. Kremniy karbidi xosil bo‘lish reaksiyasi chekli temperaturada (~ 2000°S) da o‘tkaziladi.

Fosfor, surma yeki vismut bilan legirlangan kremniy karbidi to‘k yashil rangli bulib, n turdagi elektr o‘tkazuvchanlikka ega, kalsiy, aluminiy yeki bor bilan legirlangani esa tuk binafsha rangli bulib, r turdagi elektr o‘tkazuvchanlikka ega. Kremniy karbidining asosiy xarakteristikalari (20°S da): zichligi 3200 kg/m³; - 10² ÷ 10⁵ Om · m; ε_r = 6,5 ÷ 7,5. Kremniy karbidining solishtirma qarshiligi ko‘p darajada uning tarkibiga bog‘liq. Kremniy tarbidi aralashmali yarim o‘tkazgich xisoblanadi, lekin 1400°S va undan yuqori temperaturada unda xususiy elektr o‘tkazuvchanlik paydo bo‘ladi. Kremniy karbidining suyuqlanish temperaturasi 2600°S.
Kremniy karbidining eng toza xili asosan chiziqli bo‘lmagan simmetrik volt-amper xarakteristikasiga ega va - 50 dan + 80°S gacha bulgan oralikda ishlay oluvchi varistorlar ishlab chiqarishda qo‘llaniladi. Varistordan avtomatik boshqarish qurilmalarida foydalaniladi.
Polikristall kremniy karbidini inert gazda bevosita bug‘ga aylantirish gazda bevosita bug‘ga aylantiradi (xaydash) usuli yerdamida kimeviy tozaligi bilan fark kiluvchi kremniy karbidining monokristalini olish mumkin. Ular 500°S gacha bo‘lgan ish temperaturasida ishlaydigan diodlar va tranzistorlar yasashda, shuningdek yeruglik diodlari ishlab chiqarishda ishlatiladi.
Galliy arsenidi – GaAS mishyak (margimush) bilan galliyning birikmasidan iborat bo‘lib, monokristall yarim o‘tkazgichdir.
Elektronlar va teshiklarning juda xarakatchanligi galliy arsenidining o‘ziga xos xususiyati xisoblanadi. Bu xol galliy arsenidi asosida yuqori chastotalar va xaroratlar soxasida ishlay oluvchi asboblar yaratishga imkon beradi. p – n o‘tishlar uchun 300 - 400°S, ya’ni germaniy va kremniy asosida asboblardagidan ancha yuqori bo‘lgan ish temperaturalari belgalanishi mumkin.
Galliy arsenidining 20°S dagi asosiy xarakteristikalari: zichligi 5400 kg/m³; ρ = 10² ÷ 10⁷ Om · m; ε_r = 11,2. Galliy arsenidining suyuqlanish temperaturasi 1237ºS.
Namlik va radiatsiya nurlanishi kabi tashqi ta’sirlar yarim o‘tkazgichli asboblarning xarakteristikalarini juda yomonlashtiradi. Shuning uchun tashqi ta’sirlardan ximoya kilish uchun, ular germetik (metall, keramika yeki plastmassa) qobiqqa (korpus) solib quyiladi.
Amorf yarim o‘tkazgichlar. Ilgari ko‘rib o‘tilgan kristall tuzilishdagi yarim o‘tkazgich materiallar (germaniy, kremniy va b.) dan farqli o‘laroq, amorf yarim o‘tkazgichlar maxsus shishadan iborat. Shishasimon yarim o‘tkazgichlar o‘zlarida elektron elektr o‘tkazuvchanlik borligi bilan izolyatsion shishalardan fark kiladi. Amorf yarim o‘tkazgichlar uchta asosiy guruxga bo‘linadi: oksidli, elementli va xalkogenidli.
Barqaror elektron elektr o‘tkazuvchanlikka ega bo‘lib, eltgichlarining xarakatchanligi, fotoo‘tkazuvchanligi va radiatsion mustaxkamligi kichik bo‘lgan xalkogenid shishalarning amaliy axamiyati kattaroq. Ular oltingugurt, tellur, surma, mishyak va boshqalar kabi ikki, uch, va undan ko‘p komponentlardan iborat bo‘lishi mumkin. U yoki bu xususiyatini ta’minlash uchun xalkogenid shishalarning boshlang‘ich tarkibiga oltin, kumush, mis va boshqalar kiritiladi.
Xalkogenid shishalarning solishtirma o‘tkazuvchanligi γ = 10^-21 ÷ 10^-11 Om·m oraliqda bo‘ladi. Xalkogenid shishalar o‘tkazuvchanligining temperatura va chastotaga bog‘liqligi xuddi kristall yarim o‘tkazgichlarniki kabidir.
Xalkogenid shishasimon yarim o‘tkazgichlarni olish texnologiyasining soddaligi, ularning elektr xususiyatlarini boshkarishning yengilligi ularning REA da keng kullanilishini ta’minlaydi.

Adabiyotlar:

1)K.P.Bogorodiskiy, V.V.Pasinkov, “Elektrotexnicheskiy materiali”1985g

2)I.Xolikulov,M.M.Nishonova”Elektron texnika materiallari“ Toshkent shark 2006y
3)N.V.Nikulin, V.A.Nazarov ”Radiomateriallar va komponentlar “ Toshkent