150
VII BOB. ELEKTROFIZIK VA MAGNIT XOSSALAR TADQIQOTLARI.
7.1.
O’tkazgichlar va yarimo’tkazgichlar tavsiflarini aniqlash usullari va
asboblari.
Yarimo’tkazgichlar fizikasining rivojlanish tarixi
.
Bugungi kunda fan va
texnika sohasida eng tez taraqqiyot qilayotgan fan — bu yarimo’tkazgichlar
fizikasidir. Bunga sabab, yarimo’tkazgichli asboblarning inson faoliyatining barcha
sohalarida — tibbiyotdan to kosmik tadqiqotlargacha keng qo’llanishidir. Bunday
tez taraqqiyotga yarimo’tkazgichli materiallarning fizik xossalarini uzoq va chuqur
tekshirishlar olib keldi. 1900-yildan boshlab jahonning turli davlatlarining olimlari
metall - yarimo’tkazgich uchun nuqtaviy kontaktini detektorlash-to’g’rilash
xossalarini o’rgana boshladilar. Bunda asosan yarimo’tkazgich material sifatida
kremniy karbidi, kremniy, tellurlar ishlatildi. 1922-yilda
manfiy differensial
qarshilikka ega bo’lgan kontaktlar aniqlandi va o’rganildi. Bular asosida qattiq
jism elektr tebranishlari generatorlari yaratildi. 1937-yilda esa eksperimentlar
asosida har xil turdagi yarimo’tkazgichlar chegarasida tokni to’g’rilash nazariyasi
vujudga keldi. 1940-yilda esa bu nazariya ko’p sonli eksperimentlarda tasdiqlandi.
Shu davrdan boshlab, turli turdagi yarimo’tkazgich-yarimo’tkazgich
kontaktidagi oraliq qatlamda bo’ladigan jarayonlar o’rganila boshlandi.
Lekin
qator eksperiment natijalari metall-yarimo’tkazgich kontaktidan o’tuvchi tok
nazariyasiga mos emas edi. 1947-yilda yarimo’tkazgich yuzasida u boshqa
yarimo’tkazgich va metall bilan kontaktda bo’lmagan holda ham, elektron holatlar
mavjudligi haqidagi fikr ilgari surildi. Bu asosida ikkita yarimo’tkazgich
kontaktidan tok o’tish mexanizmining nazariyasi vujudga keldi va u keng tarqalib,
eksperiment natijalariga mos natijalarni berdi. Bu nazariya zamonaviy
yarimo’tkazgichli to’g’rilagichli diodlarning ishlash mexanizmiga asos bo’ldi.
Turli turdagi ikki yarimo’tkazgich chegarasida katta elektr maydon
bo’lgandagi jarayonlarni o’rganish p-n o’tishning teshilish
nazariyasini vujudga
kelishiga va bu asosda ishlovchi yarimo’tkazgichli asbob – slabilitronning
151
yaratilishiga olib keldi. Shu jumladan, ikkita yarimo’tkazgich kontaktini yorug’lik
energiyasini elektr energiyasiga aylantirishda qo’llash mumkinligi ko’rsatildi. Bu
tamoyilda ishlab chiqilgan fotoelementlar yorug’lik signallarini qayd qilishda
hamda fotoenergetikada qo’llanilmoqda. 1948-yilda qattiq jismli yarimo’tkazgichli
kuchaytirgich – tranzistor yaratildi. Bu asbobning ishlash asosini ikkita o’zaro
yaqin joylashtirilgan p-n o’tishlarning o’zaro ta’siri tashkil etadi va tok o’tkazish
jarayonida ikki ishorali zaryad tashuvchilar — elektron va kovaklar ishtirok etadi.
1950-yilga kelib nuqtaviy va yassi biqutbiy tranzistorlar kabi yarimo’tkazgichli
asboblar yaratildi. Keyinchalik biqutbiy yarimo’tkazgichli tranzistorlarning
kuchaytirish
xususiyatlarini yaxshilash, ishchi chastota diapazonini kengaytirish
hamda ish quvvatini oshirish borasida tadqiqotlar olib borildi. 50-yillarning oxirida
o’zaro yaqin joylashtirilgan uchta p-n o’tishlarning o’zaro ta’siriga asoslangan
yarimo’tkazgichli asbob — tranzistor ishlab chiqildi. Tranzistorlarning asosiy
ishlatilish sohasi — bu kichik inersiyali quvvatli toklarni kommutatsiya qilishdir.
Yarimo’tkazgichlar
yuzasida
va
yarimo’tkazgich-dielektrik
faza
chegarasidagi fizik jarayonlarni chuqur o’rganilishi
uni polyar yoki maydonli
tranzistorlarning yaratilishiga olib keldi. Bu tranzistorlarda zaryad tashuvchilar bir
xil ishorali bo’lib, tranzistordan o’tuvchi tok kattaligi zatvorga qo’yiluvchi elektr
maydon kuchlanganligiga bog’liq. Oxirgi bir necha o’n yillarda elektron texnikaga
bo’lgan talab yarimo’tkazgichlarning funksional imkoniyatlarini oshirish va
ularning o’lchamlarini kichraytirish — integral mikrosxemalarning yaratilishiga
olib keldi. Keyingi tadqiqotlar esa nanoo’lchamdagi
tranzistor strukturalarini
yaratish imkonini tug’dirdi.
Yarimo’tkazgichli asboblar shunday katta tezlikda rivojlantirilmoqdaki,
bugungi tasavvur va yutuqlar bir necha yildan so’ng eskirib qolmoqda. Shu
sababli, yarimo’tkazgichli asboblarda ro’y beruvchi fizik jarayonlarni bilish muhim
ahamiyatga egadir. Yarimo’tkazgichlar qo’llanmayotgan soha hozir topilmaydi.
Dostları ilə paylaş: