Elektronika va asbobsozlik

Yarimo‘tkazgich materiallar

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 o‘xshash tuzilishga ega bo‘lganligi uchun olmossimon yarim o‘tkazgich hisoblanadi. Bu kristall uchlarida va yoqlarining o‘rtalarida germaniy yoki kremniyning atomlari joylashgan kubdan iborat. Bundan tashqari atomlar, shuningdek, katta kubning bo‘lagi hisoblangan sakkizta kichik kubdan to‘rttasi (oktaniy) ning markazidan ham o‘rin olgan.
Rasmlardagi germaniy kub tuzilishining tekislikdagi tasviri ko‘rsatilgan edi. Shu rasmlardan ko‘rinib turibdiki, olmos turidagi tuzilishda atomlar (germaniy yoki kremniy) ning har biri o‘zidan bir xil masofada joylashgan to‘rtta huddi shunday atomlar bilan o‘ralgan va atomlarning har biri qo‘shni atomlar bilan kovalent bog‘langan.

Germaniy – Ge D.I. Mendeleev davriy sistemasidagi to‘rtinchi guruh elementi. Uni olish uchun dastlabki hom ashyo materiali bo‘lib, rux va sulfid rudalari, shuningdek, tarkibida germaniy bo‘lgan ko‘mir kukunlari xizmat qiladi.
Murakkab kimyoviy jarayonlar natijasida germaniyning metall quymasi olinadi, lekin xali uning tarkibida aralashma bo‘lganligi va monokristall emasligi uchun uni yarim o‘tkazgich tayyorlashda ishlatish mumkin emas. Bu kuyma dastlab zona bo‘yicha suyuqlantirish metodi bilan aralashmalardan tozalanadi. Tozalangan yarim o‘tkazgich materialdagi aralashma miqdori germaniyda ko‘pi bilan 10^-9 (massasiga ko‘ra % da) va kremniyda 10^-11 (massasiga ko‘ra % da) bo‘lishi lozim.
Monokristall xolidagi germaniy olish uchun u avval vakuumda yoki inert gaz atmosferasida suyultiriladi. So‘ngra n yoki p turdagi elektr o‘tkazuvchanlikli germaniy olish uchun tozalangan germaniy suyuqlanmasiga donor yoki akseptor aralashma qo‘shiladi. Keyin suyuqlanma ichidan berilgan diametrdagi yaxlit silindr ko‘rinishidagi germaniy monokristali ma’lum tezlik bilan chiqarib olinadi. Germaniy yarqiroq kumushsimon rangli bo‘lib, zichligi 5320 kg/m³ va suyuqlanish temperaturasi 937,2°S ga teng. Tozalangan, legirlanmagan germaniy quydagi elektr xarakteristikasiga ega (20°S da): solishtirma elektr qarshiligi ρ=0,60 ÷0,68 Om·m; ε_r = 16,3. Legirlangan n – turdagi elektr o‘tkazuvchanlikli germaniy ρ=0,0003÷0,45 Om·m, r – turdagi elektr o‘tkazuvchanlikli germaniyning r=0,004 ÷ 0,057 Om · m (legirlash darajasiga qarab). Germaniyning barcha xillari yuqori qattiqlikka va mo‘rtlikka ega.
Germaniy diodlar, fotoelementlar va boshqa yarim o‘tkazgich asboblar tayyorlashda keng qo‘llaniladi.
Kremniy (Si) ham D.I. Mendeleev davriy sistemasining to‘rtinchi guruhi elementidir. U tabiatda kremnezem (SiO₂) ko‘rinishida keng tarqalgan. U kremniyning texnik turlarinilarini olishda asosiy moddalardan biridir.
Kremniy quymasini zona bo‘yicha suyuqlantirish metodi yordamida tozalash va undan so‘ng legirlovchi aralashmalar kiritish natijasida n yoki r turdagi o‘tkazuvchanlikli (kiritilgan legirlovchi aralashmaga qarab) kremniy monokristali olinadi. Kremniy namunalari po‘lat rang bo‘ladi. Kremniy ham germaniy kabi mo‘rtdir. Tozalangan legirlanmagan kremniyning asosiy xarakteristikalari (20°S da): zichligi 2328 kg/m³; suyuqlanish temperaturasi 1420°S; ρ = (2÷3) · 10 Om·m; ε_r = 11,7. legirlangan n – turdagi elektr o‘tkazuvchanlikli kremniyning r = 0,0001 ÷ 2,0 Om·m; r – turdagi elektr o‘tkazuvchanlikli kremniyniki ρ = 0,00014 ÷ 0,05 Om·m.
Kremniy germaniyga nisbatan ko‘proq ishlatiladi, chunki kremniy asosidagi yarim o‘tkazgichli asboblar ish temperatursining chegarasi 130-200°S, germaniy asosidagi asboblarda esa u 80-100°S atrofida. Kremniy yarim o‘tkazgichli integral sxemalarda asos sifatida ishlatiladi.
S ye l ye n – Se – D.I.Mendeleev davriy sistemasining oltinchi gulux elementi. Uni olishda boshlang‘ich material sifatida misni elektrolitik tozalashdan hosil bo‘lgan qoldiq xizmat qiladi. Qattiq selen amorf yoki kristall tuzilishga ega. Qora amorf selenni tozalangan suyuqlangan selendan uni xona temperaturasigacha tez sovitish yo‘li bilan olingan. U solishtirma qarshiligi ρ = 10¹¹Om ·m bo‘lgan dielektrikdir.
Kul rang kristall selen suyuqlangan amorf selenni suyuqlanish temperaturasi (220°S) dan xona temperaturasigacha asta-sekin sovitish yo‘li bilan olinadi. Kristall selen polikristall tuzilishiga ega bo‘lgan r – turdagi aralashma yarim o‘tkazgich hisoblanadi. Selen atomlarining zanjirlari uning kristallarining elementar yacheykasi bo‘lgan olti burchakli prizmaning burchaklri bo‘yicha joylashgan. Selenning asosiy xarakteristikalari (20°S da); zichligi 4800 kg/m³; ρ = (0,8÷5) · 10³ Om ·m; ε_r = 6,3. Selen – selen to‘g‘rilagichlar, fotoelementlar va fotorezistorlar tayyorlashda ishlatiladi.
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