M. agayev, D. C.ƏSGƏrov fiZİkadan laboratoriya iŞLƏRİNƏ RƏHBƏRLİK

İşin gedişi.

Təcrübi qurğunun sxemi şəkil 1-də təsvir edilmişdir. Közərmə telinin uclarındakı gərginlik V_k voltmetri vasitəsi ilə ölçülür. Anod dövrəsinin qidalandırılması R_A potensiometri vasitəsi ilə yerinə yetirilir. Lampanın anodu və katodu arasındakı gərginlik V_a - voltmetri ilə, anod dövrəsindəki cərəyan şiddəti isə A mikroampermetri ilə ölçülür.

1. 
   Anod xarakteristikasının qurulması.
   

Közərmə telinin gərginliyini U_k sabit saxlayıb anod gərginliyini U_a tədricən artırmaqla, anod cərəyanının uyğun qiymətləri qeyd edilir. Sonra anod cərəyanının anod gərginliyindən asılılığı I_A=f(U_A) qrafiki (voltamper xarakteristikası - VAX) qurulur.

2. 
   Temperatur xarakteristikasının qurulması.
   

R_a - potensiometri vasitəsi ilə lampanın anoduna sabit gərginlik U_A verilir. Verilən lampa üçün münasib gərginlik qurğuda göstərilir. Sonra közərmə telindəki gərginliyi U_K artırmaqla uyğun anod cərəyanlarının qiyməti qeyd edilir və

I_A = f(U_k) asılılığı qurulur.

Hesablama cədvəli

U_k=const

IA
Ua

U_a =const

IA
Uk

Laboratoriya işinə aid suallar. Elektronun xaricə çıxış işi. Termoelekton emissiya hadisəsi. «İkidə-üç» qanunu Doyma cərəyanı.Riçardson düsturu.

LABORATORİYA İŞİ № 21

YARIMKEÇİRİCİLƏRİN MÜQAVİMƏTİNİN TEMPERATURDAN ASILILIĞININ ÖYRƏNİLMƏSİ VƏ AKTİVLƏŞMƏ ENERJİSİNİN TƏYİNİ

İşin məqsədi: Yarımkeçiricilərin elektrikkeçirmə mexanizminin və müqavimətinin temperaturdan asılılığının ölçülməsi. Aktivləşmə enerjisinin təyini.

Ləvazimat: Yarımkeçirici nümunə, istilik şkafı, termometr,

universal voltmetr V7-16

Qısa nəzəri məlumat

Materiallar elektrik keçiriciliklərinə görə üç qrupa bölünür:

• 
  Xüsusi müqaviməti (10^-7÷10^-5) Om·m olan metallar,
  
• 
  Xüsusi müqaviməti (10¹²÷10¹⁷) Om·m olan izolyator və ya dielektriklər.
  
• 
  Keçiriciliyi metallarla dielektriklərin keçiriciliyi ilə aralıq hal təşkil edənlər isə yarımkeçiricilər adlanır. Yarımkeçiricilərin xüsusi müqaviməti (10^-5÷10¹⁰) Om·m intervalında yerləşir.
  

Materialların belə siniflərə bölünməsi bu formal xüsusiyyətlərə görə deyil, maddə daxilində olan atom və ya molekulların qarşılıqlı təsiri zamanı valent elektronların kollektivləşməsi nəticəsində yeni enerji səviyyələrinin - zonaların meydana gəlməsi ilə izah olunur (Şəkil 1).

Məlumdur ki, elektrik cərəyanının meydana gəlməsində ancaq öz atomları ilə zəif əlaqədə olan valent elektronları iştirak edirlər. Bunun üçün valent elektronları V «valent zonasından» C «keçiricilik zonasına» keçərək sərbəst elektronlara çevrilməlidirlər.Valent və keçiricilik zonaları isə bir-birindən «qadağan zonası» E_g ilə ayrılırlar .

1. 
   Metallarda keçiricilik zonası elektronlar tərəfindən tamamilə tutulmuş valent zonası ilə birləşir, yaxud valent zonası qismən dolmuş olur (Şəkil 2).
   

2. 
   Dielektriklərdə qadağan zonasının eni o qədər böyük olur ki, elektronların elektrik sahəsində qazandığı enerji, istilik enerjisi və yaxud digər hər hansı başqa təsir onun valent zonasından keçirici zonaya keçirmsinə kifayət etmir (Şəkil 3).
   
3. 
   Yarımkeçiricilərdə qadağan zonasının eni dielektriklərə nisbətən az olur. Bu halda elektronlar xarici təsir vasitəsi ilə (elektrik, istilik, optik və s.) valent zonasından keçirici zonaya keçə bilir. Elektronun valent zonasından keçirici zonaya keçidi o zaman baş verə bilər ki, orada vakant yer olsun. Valent elektronunu keçirici zonaya keçirmək üçün lazım olan enerjinin miqdarına aktivləşmə enerjisi E_a deyilir.
   

Yarımkeçiricinin elektrik keçiriciliyi temperaturdan kəskin asılıdır. Temperatur artdıqca valent elektronu aktivləşmə enerjisinə bərabər enerji əldə etdikdə atomu tərk edir və sərbəst elektrona çevrilir. Aktivləşmə enerjisi çox da böyük olmadığından adi otaq temperaturunda belə kifayət qədər elektron keçirici zonaya keçə bilir. Bu halda valent zonasında yaranmış boş yerlər özlərini müsbət yük kimi aparır və deşik adlanır.

Deşiklər elektronların əksinə hərəkət edərək keçiricilikdə iştirak edirlər. Beləliklə, yarımkeçiricilərin məxsusi elektrik keçiriciliyielektron və deşik keçiriciliyindən ibarət olur:
(1)