Хагас дамжуулагч дахь гүйдэл үүсэх нөхцөл. Хагас дамжуулагч дахь цахилгаан гүйдэл. Хагас дамжуулагч диод. Хагас дамжуулагч төхөөрөмж. Вакуум дахь цахилгаан гүйдэл

Энэ хичээлээр бид хагас дамжуулагч гэх мэт цахилгаан гүйдэл дамжуулах орчныг авч үзэх болно. Бид тэдгээрийн дамжуулалтын зарчим, энэ дамжуулалтын температураас хамаарах хамаарал, хольц байгаа эсэх, ийм ойлголтыг p-n уулзвар, үндсэн хагас дамжуулагч төхөөрөмж гэж үзэх болно.

Хэрэв та шууд холболт хийвэл гадаад талбар нь блоклогчийг саармагжуулж, гүйдэл нь үндсэн цэнэглэгчээр дамжих болно (Зураг 9).

Цагаан будаа. 9. шууд холболттой p-n уулзвар ()

Энэ тохиолдолд цөөнхийн зөөвөрлөгчийн гүйдэл нь ач холбогдолгүй, бараг байхгүй. Тиймээс p-n уулзвар нь цахилгаан гүйдлийг нэг талын дамжуулалтыг хангадаг.

Цагаан будаа. 10. Температурын өсөлттэй цахиурын атомын бүтэц

Хагас дамжуулагчийн цахилгаан дамжуулах чанар нь электрон нүх бөгөөд ийм дамжуулалтыг дотоод дамжуулалт гэж нэрлэдэг. Мөн дамжуулагч металлаас ялгаатай нь температур нэмэгдэх тусам чөлөөт цэнэгийн тоо нэмэгддэг (эхний тохиолдолд энэ нь өөрчлөгддөггүй), тиймээс хагас дамжуулагчийн дамжуулалт температур нэмэгдэх тусам нэмэгдэж, эсэргүүцэл нь буурдаг (Зураг 10).

Хагас дамжуулагчийг судлах маш чухал асуудал бол тэдгээрийн доторх хольц байгаа эсэх юм. Мөн хольц байгаа тохиолдолд бид хольцын дамжуулалтын талаар ярих ёстой.

Хагас дамжуулагч төхөөрөмж

Жижиг хэмжээтэй, дамжуулах дохионы маш өндөр чанар нь хагас дамжуулагч төхөөрөмжийг орчин үеийн электрон технологид маш түгээмэл болгосон. Ийм төхөөрөмжүүдийн найрлагад зөвхөн дээр дурдсан хольц бүхий цахиур төдийгүй, жишээлбэл, германи агуулсан байж болно.

Ийм төхөөрөмжүүдийн нэг нь диод юм - нэг чиглэлд гүйдэл дамжуулж, нөгөө тал руу нь дамжуулахаас сэргийлдэг төхөөрөмж. Энэ нь өөр төрлийн хагас дамжуулагчийг p- эсвэл n төрлийн хагас дамжуулагч болор руу суулгах замаар олж авдаг (Зураг 11).

Цагаан будаа. 11. Диаграмм дээрх диодын тэмдэглэгээ ба түүний төхөөрөмжийн диаграмм тус тус

Одоо хоёр p-n уулзвартай өөр нэг төхөөрөмжийг транзистор гэж нэрлэдэг. Энэ нь зөвхөн гүйдэл дамжуулах чиглэлийг сонгохоос гадна түүнийг хувиргахад үйлчилдэг (Зураг 12).

Цагаан будаа. 12. Транзисторын бүтцийн диаграмм ба цахилгаан диаграмм дээрх тэмдэглэгээ ()

Орчин үеийн микро схемүүд нь диод, транзистор болон бусад цахилгаан төхөөрөмжүүдийн олон хослолыг ашигладаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.

Дараагийн хичээлээр бид вакуум дахь цахилгаан гүйдлийн тархалтыг авч үзэх болно.

Ном зүй

1. Тихомирова С.А., Яворский Б.М. Физик (үндсэн түвшин) - М.: Mnemosyne, 2012.
2. Гэндэнштейн Л.Э., Дик Ю.И. Физик 10-р анги. - М.: Илекса, 2005 он.
3. Мякишев Г.Я., Синяков А.З., Слободсков Б.А. Физик. Электродинамик. - М.: 2010 он.

1. Төхөөрөмжийн ажиллах зарчим ().
2. Физик, технологийн нэвтэрхий толь бичиг ().

Гэрийн даалгавар

1. Хагас дамжуулагч дотор дамжуулагч электронууд юунаас үүсдэг вэ?
2. Хагас дамжуулагчийн дотоод дамжуулалт гэж юу вэ?
3. Хагас дамжуулагчийн дамжуулах чанар нь температураас хэрхэн хамаардаг вэ?
4. Донорын хольц нь хүлээн авагч хольцоос юугаараа ялгаатай вэ?
5. *А) галлий, б) индий, в) фосфор, г) сурьмагийн хольцтой цахиурын дамжуулах чанар ямар вэ?

Хагас дамжуулагч нь цахилгаан дамжуулах чанарын хувьд сайн дамжуулагч ба сайн тусгаарлагчийн (диэлектрик) хооронд завсрын байрлалыг эзэлдэг бодис юм.

Хагас дамжуулагч нь химийн элементүүд (германий Ge, цахиур Si, селен Se, теллур Te) ба химийн элементүүдийн нэгдлүүд (PbS, CdS гэх мэт) хоёулаа байдаг.

Өөр өөр хагас дамжуулагч дахь гүйдэл дамжуулагчийн шинж чанар өөр өөр байдаг. Тэдгээрийн заримд нь цэнэгийн тээвэрлэгчид нь ионууд; бусад тохиолдолд цэнэг зөөгч нь электронууд юм.

Хагас дамжуулагчийн дотоод дамжуулалт

Хагас дамжуулагчийн дотоод дамжуулах чанар нь электрон дамжуулалт ба хагас дамжуулагчийн нүхний дамжуулалт гэсэн хоёр төрөл байдаг.

1. Хагас дамжуулагчийн электрон дамжуулалт.

Цахим дамжуулалт нь гадны нөлөөллийн үр дүнд атомын валентын бүрхүүлээс гарсан чөлөөт электронуудын атом хоорондын орон зайд чиглэсэн хөдөлгөөнөөр явагддаг.

2. Хагас дамжуулагчийн нүхний дамжуулах чанар.

Нүхний дамжуулалт нь валентийн электронуудын хос электрон холбоо - нүхний хоосон байрлал руу чиглэсэн хөдөлгөөнөөр явагддаг. Эерэг ион (нүх) -ийн ойролцоо байрлах төвийг сахисан атомын валентийн электрон нь нүхэнд татагдан орж ирдэг. Энэ тохиолдолд саармаг атомын оронд эерэг ион (нүх), эерэг ионы (нүх) оронд саармаг атом үүсдэг.

Гадны хольцгүй төгс цэвэр хагас дамжуулагчийн хувьд чөлөөт электрон бүр нэг нүх үүсэхтэй тохирч, өөрөөр хэлбэл. гүйдэл үүсгэхэд оролцдог электрон ба нүхний тоо ижил байна.

Ижил тооны цэнэг зөөгч (электрон ба нүх) гарч ирэх дамжуулалтыг хагас дамжуулагчийн дотоод дамжуулалт гэж нэрлэдэг.

Чөлөөт электронуудын тоо бага байдаг тул хагас дамжуулагчийн дотоод дамжуулалт ихэвчлэн бага байдаг. Бохирдлын өчүүхэн ул мөр нь хагас дамжуулагчийн шинж чанарыг эрс өөрчилдөг.

Хагас дамжуулагчийн хольцтой үед цахилгаан дамжуулах чанар

Хагас дамжуулагч дахь хольцыг үндсэн хагас дамжуулагчд агуулаагүй гадны химийн элементийн атомууд гэж үздэг.

Бохирдлын дамжуулалтнь хагас дамжуулагчийн болор торонд хольц орсны улмаас тэдгээрийн дамжуулах чанар юм.

Зарим тохиолдолд хольцын нөлөөлөл нь "нүх" дамжуулах механизм бараг боломжгүй болж, хагас дамжуулагч дахь гүйдэл нь голчлон чөлөөт электронуудын хөдөлгөөнөөр явагддаг. Ийм хагас дамжуулагчийг нэрлэдэг электрон хагас дамжуулагчэсвэл n төрлийн хагас дамжуулагч(Латин үгнээс negativus - сөрөг). Ихэнх цэнэгийн тээвэрлэгчид нь электронууд, дийлэнх бус цэнэг тээвэрлэгчид нь нүхнүүд юм. N хэлбэрийн хагас дамжуулагч нь донорын хольцтой хагас дамжуулагч юм.

1. Донорын хольц.

Электроныг амархан өгч, улмаар чөлөөт электронуудын тоог нэмэгдүүлдэг хольцыг донорын хольц гэж нэрлэдэг. Донорын хольц нь ижил тооны нүх үүсгэхгүйгээр дамжуулагч электронуудыг нийлүүлдэг.

Дөрвөн валент германий Ge дахь донор хольцын ердийн жишээ бол таван валент хүнцлийн атомууд юм.

Бусад тохиолдолд чөлөөт электронуудын хөдөлгөөн бараг боломжгүй болж, гүйдэл нь зөвхөн нүхний хөдөлгөөнөөр явагддаг. Эдгээр хагас дамжуулагчийг нэрлэдэг нүхний хагас дамжуулагчэсвэл p төрлийн хагас дамжуулагч(Латин үгнээс positivus - эерэг). Ихэнх цэнэгийн тээвэрлэгчид нь нүхнүүд бөгөөд ихэнх цэнэгийн тээвэрлэгчид электронууд биш юм. . P хэлбэрийн хагас дамжуулагч нь хүлээн авагч хольцтой хагас дамжуулагч юм.

Хүлээн авагчийн хольц нь ердийн хос электрон холбоо үүсгэх хангалттай электрон байхгүй хольц юм.

Германы Ge дахь хүлээн авагч хольцын жишээ бол гурван валент галлийн атом Ga юм

p ба n төрлийн хагас дамжуулагчийн контактаар дамжих цахилгаан гүйдэл p-n уулзвар нь p ба n төрлийн хоёр хольцын хагас дамжуулагчийн контакт давхарга юм; Pn уулзвар нь нэг талст дахь нүхний (p) дамжуулалт ба электрон (n) дамжуулалт бүхий мужуудыг тусгаарлах хил юм.

Шууд p-n уулзвар

Хэрэв n-хагас дамжуулагч нь тэжээлийн эх үүсвэрийн сөрөг туйлтай, тэжээлийн эх үүсвэрийн эерэг туйл нь p-хагас дамжуулагчтай холбогдсон бол цахилгаан талбайн нөлөөгөөр n-хагас дамжуулагч ба нүхний электронууд . p-хагас дамжуулагч дахь хагас дамжуулагчийн интерфейс рүү бие бие рүүгээ шилжих болно. Хил хязгаарыг давж буй электронууд нүхийг дүүргэж, p-n уулзвараар дамжин гүйдэл нь үндсэн цэнэгийн тээвэрлэгчээр дамждаг. Үүний үр дүнд дээжийг бүхэлд нь дамжуулах чадвар нэмэгддэг. Гаднах цахилгаан талбайн ийм урагш (дамжуулан) чиглэлтэй бол блоклох давхаргын зузаан ба түүний эсэргүүцэл буурдаг.

Энэ чиглэлд гүйдэл нь хоёр хагас дамжуулагчийн хилээр дамждаг.

Урвуу pn уулзвар

Хэрэв n-хагас дамжуулагчийг тэжээлийн эх үүсвэрийн эерэг туйл, р-хагас дамжуулагчийг тэжээлийн эх үүсвэрийн сөрөг туйлтай холбосон бол n-хагас дамжуулагч дахь электронууд ба p-хагас дамжуулагчийн нүхний нөлөөгөөр. цахилгаан талбар нь интерфэйсээс эсрэг чиглэлд шилжих болно, p дамжин өнгөрөх гүйдэл -n уулзварыг цөөнхийн цэнэгийн тээвэрлэгчид гүйцэтгэдэг. Энэ нь саадны давхаргыг зузаатгаж, эсэргүүцлийг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг. Үүний үр дүнд дээжийн дамжуулалт нь ач холбогдолгүй болж, эсэргүүцэл нь том байна.

Хаалт гэж нэрлэгддэг давхарга үүсдэг. Гадаад талбайн энэ чиглэлийн хувьд цахилгаан гүйдэл нь p- ба n-хагас дамжуулагчийн контактаар бараг дамждаггүй.

Тиймээс электрон нүхний шилжилт нь нэг талын дамжуулалттай байдаг.

Гүйдлийн хүчдэлээс хамаарал - p-n уулзварын вольт-ампер шинж чанарыг зурагт үзүүлэв (шууд p-n уулзварын вольт-ампер шинж чанарыг хатуу шугамаар дүрсэлсэн, урвуу p-n уулзварын вольт-амперийн шинж чанарыг тасархай шугамаар дүрсэлсэн).

Хагас дамжуулагч төхөөрөмж:

Хувьсах гүйдлийг засахын тулд хагас дамжуулагч диодыг ашигладаг бөгөөд энэ нь өөр өөр эсэргүүцэлтэй нэг p-n уулзварыг ашигладаг: урагшлах чиглэлд p-n уулзварын эсэргүүцэл нь урвуу чиглэлээс хамаагүй бага байдаг.

Фоторезисторууд - гэрлийн сул урсгалыг бүртгэх, хэмжих зориулалттай. Тэдгээрийн тусламжтайгаар гадаргуугийн чанарыг тодорхойлж, бүтээгдэхүүний хэмжээсийг хянадаг.

Термисторууд - температурыг алсаас хэмжих, галын дохиолол.

Хагас дамжуулагч гэдэг нь температур нэмэгдэхийн хэрээр дамжуулах чанар нь нэмэгдэж, цахилгаан эсэргүүцэл багасдаг бодисын ангилал юм. Хагас дамжуулагч нь металаас үндсэндээ ялгаатай байдаг.

Ердийн хагас дамжуулагч нь германи ба цахиурын талстууд бөгөөд атомууд нь ковалент холбоогоор нэгддэг. Ямар ч температурт хагас дамжуулагч нь чөлөөт электрон агуулдаг. Гадны цахилгаан орны нөлөөгөөр чөлөөт электронууд болор дотор хөдөлж, электрон дамжуулалтын гүйдэл үүсгэдэг. Кристал торны аль нэг атомын гаднах бүрхүүлээс электроныг зайлуулах нь энэ атомыг эерэг ион болгон хувиргахад хүргэдэг. Энэ ион нь хөрш зэргэлдээх атомуудын аль нэгнийх нь электроныг барьж авснаар өөрийгөө саармагжуулж чаддаг. Цаашилбал, электронууд атомаас эерэг ион руу шилжсэний үр дүнд талст дотор алга болсон электронтой газар эмх замбараагүй шилжих үйл явц үүсдэг. Гадны хувьд энэ процессыг эерэг цахилгаан цэнэгийн хөдөлгөөн гэж үздэг нүх.

Болорыг цахилгаан талбарт байрлуулах үед нүхний дараалсан хөдөлгөөн үүсдэг - нүхний дамжуулалтын гүйдэл.

Тохиромжтой хагас дамжуулагч болорт цахилгаан гүйдэл нь тэнцүү тооны сөрөг цэнэгтэй электрон ба эерэг цэнэгтэй нүхний хөдөлгөөнөөр үүсдэг. Хамгийн тохиромжтой хагас дамжуулагч дахь дамжуулалтыг дотоод дамжуулалт гэж нэрлэдэг.

Хагас дамжуулагчийн шинж чанар нь хольцын агууламжаас ихээхэн хамаардаг. Хоёр төрлийн хольц байдаг - донор ба хүлээн авагч.

Электроныг өгч, электрон дамжуулалтыг бий болгодог хольцыг нэрлэдэг хандивлагч(гол хагас дамжуулагчийнхаас их валенттай хольц). Электроны концентраци нь нүхний концентрациас хэтэрсэн хагас дамжуулагчийг n төрлийн хагас дамжуулагч гэж нэрлэдэг.

Электроныг барьж, улмаар дамжуулагч электронуудын тоог нэмэгдүүлэхгүйгээр хөдөлгөөнт нүх үүсгэдэг хольцыг нэрлэдэг хүлээн авагч(гол хагас дамжуулагчаас бага валенттай хольц).

Бага температурт хүлээн авагч хольц бүхий хагас дамжуулагч талст дахь гол гүйдлийн тээвэрлэгчид нь нүхнүүд бөгөөд гол зөөгч нь электронууд биш юм. Нүхний концентраци нь дамжуулагч электронуудын концентрацаас давсан хагас дамжуулагчийг нүхний хагас дамжуулагч эсвэл p хэлбэрийн хагас дамжуулагч гэж нэрлэдэг. Өөр өөр төрлийн дамжуулалттай хоёр хагас дамжуулагчийн контактыг авч үзье.

Ихэнх тээвэрлэгчдийн харилцан тархалт нь эдгээр хагас дамжуулагчийн хилээр явагддаг: n-хагас дамжуулагчаас электронууд p-хагас дамжуулагч руу, p-хагас дамжуулагчаас n-хагас дамжуулагч руу тархдаг. Үүний үр дүнд контакттай зэргэлдээх n-хагас дамжуулагчийн бүс нь электроноор шавхагдаж, нүцгэн хольцын ионууд байгаа тул илүүдэл эерэг цэнэг үүснэ. p-хагас дамжуулагчаас n-хагас дамжуулагч хүртэлх нүхний хөдөлгөөн нь p-хагас дамжуулагчийн хилийн бүсэд илүүдэл сөрөг цэнэг үүсэхэд хүргэдэг. Үүний үр дүнд цахилгаан давхар давхарга үүсч, контактын цахилгаан орон үүсдэг бөгөөд энэ нь үндсэн цэнэгийн тээвэрлэгчдийн цаашдын тархалтаас сэргийлдэг. Энэ давхарга гэж нэрлэгддэг түгжих.

Гадны цахилгаан орон нь саадны давхаргын цахилгаан дамжуулах чанарт нөлөөлдөг. Хэрэв хагас дамжуулагчийг зурагт үзүүлсэн шиг эх үүсвэрт холбосон бол. 55, дараа нь гадаад цахилгаан орны нөлөөн дор үндсэн цэнэгийн тээвэрлэгчид - p-хагас дамжуулагч дахь чөлөөт электронууд ба p-хагас дамжуулагч дахь нүхнүүд - хагас дамжуулагчийн интерфейс рүү бие бие рүүгээ шилжих ба p-n уулзварын зузаан нь буурдаг тул түүний эсэргүүцэл буурдаг. Энэ тохиолдолд гүйдэл нь гадны эсэргүүцэлээр хязгаарлагддаг. Гадаад цахилгаан орны энэ чиглэлийг шууд гэж нэрлэдэг. p-n уулзварын шууд холболт нь одоогийн хүчдэлийн шинж чанарын 1-р хэсэгтэй тохирч байна (57-р зургийг үз).

Төрөл бүрийн орчин дахь цахилгаан гүйдэл дамжуулагч ба гүйдлийн хүчдэлийн шинж чанаруудыг Хүснэгтэнд нэгтгэн харуулав. 1.

Хэрэв хагас дамжуулагчийг зурагт үзүүлсэн шиг эх үүсвэрт холбосон бол. 56, дараа нь n-хагас дамжуулагч дахь электронууд болон p-хагас дамжуулагч дахь нүхнүүд нь хилээс эсрэг чиглэлд гадаад цахилгаан орны нөлөөн дор хөдөлнө. Саад давхаргын зузаан, улмаар түүний эсэргүүцэл нэмэгддэг. Гаднах цахилгаан талбайн энэ чиглэлтэй - урвуу (хаалт) -аар зөвхөн цөөнхийн цэнэгийн тээвэрлэгчид интерфейсээр дамждаг бөгөөд тэдгээрийн концентраци нь олонхийнхээс хамаагүй бага бөгөөд гүйдэл нь бараг тэгтэй тэнцүү байна. pn уулзварыг урвуугаар асаах нь одоогийн хүчдэлийн шинж чанарын 2-р хэсэгтэй тохирч байна (Зураг 57).

Тиймээс pn уулзвар нь тэгш бус дамжуулалттай байдаг. Энэ шинж чанарыг нэг pn уулзвар агуулсан хагас дамжуулагч диодуудад ашигладаг бөгөөд жишээлбэл, хувьсах гүйдлийг засах эсвэл илрүүлэхэд ашигладаг.

Орчин үеийн электрон технологид хагас дамжуулагчийг өргөн ашигладаг.

Хагас дамжуулагч металлын цахилгаан эсэргүүцлийн температураас хамаарах хамаарлыг тусгай хагас дамжуулагч төхөөрөмжид ашигладаг. термисторууд. Хагас дамжуулагч талстуудын шинж чанарыг гэрлээр гэрэлтүүлэхэд цахилгаан эсэргүүцлийг өөрчлөх төхөөрөмжийг ашигладаг. фоторезисторууд.

Вакуум дахь цахилгаан гүйдэл

Хэрэв хоёр электродыг битүүмжилсэн саванд хийж, савнаас агаарыг зайлуулбал вакуумд цахилгаан гүйдэл үүсэхгүй - цахилгаан гүйдэл зөөгч байхгүй. Америкийн эрдэмтэн Т.А.Эдисон (1847-1931) 1879 онд вакуум шилэн колбонд байгаа электродын аль нэгийг нь өндөр температурт халаахад цахилгаан гүйдэл үүсч болохыг олж мэдсэн. Халаасан биеийн гадаргуугаас чөлөөт электрон ялгарах үзэгдлийг термионы ялгарал гэнэ. Биеийн гадаргуугаас электроныг гаргахад шаардагдах ажлыг ажлын функц гэнэ. Термионы ялгарлын үзэгдлийг биеийн температур нэмэгдэхийн хэрээр тухайн бодис дахь зарим электронуудын кинетик энерги нэмэгддэгтэй холбон тайлбарладаг. Хэрэв электроны кинетик энерги нь ажлын функцээс давсан бол эерэг ионуудын татах хүчний үйлдлийг даван туулж, биеийн гадаргууг вакуумд үлдээж чадна. Төрөл бүрийн электрон хоолойн үйл ажиллагаа нь термионы ялгаралтын үзэгдэл дээр суурилдаг.

Хагас дамжуулагч- энэ нь эсэргүүцэл нь өргөн хүрээнд өөрчлөгдөж болох бодис бөгөөд температур нэмэгдэх тусам маш хурдан буурдаг бөгөөд энэ нь цахилгаан дамжуулах чанар (1/R) нэмэгддэг гэсэн үг юм.
- цахиур, германи, селен болон зарим нэгдлүүдэд ажиглагддаг.

Дамжуулах механизмхагас дамжуулагчид

Хагас дамжуулагч талстууд нь атомын болор тортой бөгөөд гаднах электронууд нь хөрш атомуудтай ковалент холбоогоор холбогддог.

Бага температурт цэвэр хагас дамжуулагч нь чөлөөт электронгүй бөгөөд тусгаарлагч шиг ажилладаг.

Хагас дамжуулагч нь цэвэр (хольцгүй)

Хагас дамжуулагч нь цэвэр (хорт хольцгүй) байвал байна эзэмшдэгдамжуулах чанар, энэ нь бага.

Дотоод дамжуулалтын хоёр төрөл байдаг:

1 цахим(дамжуулах чадвар "n" - төрөл)

Хагас дамжуулагч дахь бага температурт бүх электронууд нь цөмд холбогдож, эсэргүүцэл өндөр байдаг; Температур нэмэгдэхийн хэрээр бөөмсийн кинетик энерги нэмэгдэж, бондууд задарч, чөлөөт электронууд гарч ирдэг - эсэргүүцэл буурдаг.
Чөлөөт электронууд нь цахилгаан орны хүч чадлын векторын эсрэг хөдөлдөг.
Хагас дамжуулагчийн электрон дамжуулалт нь чөлөөт электронууд байгаатай холбоотой юм.

2. нүх("p" төрлийн цахилгаан дамжуулах чанар)

Температур нэмэгдэхийн хэрээр валентийн электронуудаар дамждаг атомуудын хоорондох ковалент холбоо устаж, дутуу электронтой газрууд буюу "нүх" үүсдэг.
Энэ нь болор даяар хөдөлж чадна, учир нь түүний байрыг валентийн электронуудаар сольж болно. "Нүх"-ийг хөдөлгөх нь эерэг цэнэгийг хөдөлгөхтэй тэнцэнэ.
Нүх нь цахилгаан орны хүч чадлын векторын чиглэлд хөдөлдөг.

Халаахаас гадна ковалент холбоо тасрах, хагас дамжуулагчийн дотоод дамжуулалт үүсэх нь гэрэлтүүлэг (фото дамжуулалт) болон хүчтэй цахилгаан талбайн үйлчлэлээс үүдэлтэй байж болно.

Цэвэр хагас дамжуулагчийн нийт дамжуулах чанар нь "p" ба "n" төрлийн дамжуулалтын нийлбэр юм.
ба электрон нүхний дамжуулалт гэж нэрлэдэг.

Хольцтой хагас дамжуулагч

Тэдэнд байгаа өөрийн + бохирдолдамжуулах чанар
Бохирдол байгаа нь цахилгаан дамжуулах чанарыг ихээхэн нэмэгдүүлдэг.
Бохирдлын концентраци өөрчлөгдөхөд цахилгаан гүйдэл тээгч - электрон ба нүхний тоо өөрчлөгддөг.
Хагас дамжуулагчийг өргөнөөр ашиглахын үндэс нь гүйдлийг хянах чадвар юм.

Байгаа:

1)хандивлагчбохирдол (гарах)

Тэд хагас дамжуулагч талстуудад нэмэлт электрон нийлүүлэгч болж, электроноос амархан татгалзаж, хагас дамжуулагч дахь чөлөөт электронуудын тоог нэмэгдүүлдэг.
Эдгээр нь дамжуулагч нар юм "n" - төрөл, өөрөөр хэлбэл ихэнх цэнэг зөөгч нь электрон, цөөн цэнэгийн тээвэрлэгч нь нүх байдаг донор хольцтой хагас дамжуулагч.
Ийм хагас дамжуулагч нь электрон хольц дамжуулах чадвартай байдаг.

Жишээлбэл, хүнцэл.

2. хүлээн авагчхольц (хүлээн авах)

Тэд электроныг шингээх замаар "нүх" үүсгэдэг.
Эдгээр нь хагас дамжуулагч юм "p" - дуртай,тэдгээр. ихэнх цэнэг зөөгч нь нүх, цөөн цэнэгийн тээвэрлэгч нь электрон байдаг хүлээн авагч хольцтой хагас дамжуулагч.
Ийм хагас дамжуулагч нь нүхний хольц дамжуулах чадвартай байдаг.

Жишээлбэл - индий.

p-n уулзварын цахилгаан шинж чанар

"p-n" шилжилт(эсвэл электрон нүхний шилжилт) - цахилгаан дамжуулах чанар нь электроноос нүх рүү (эсвэл эсрэгээр) өөрчлөгддөг хоёр хагас дамжуулагчийн контактын хэсэг.

Ийм бүс нутгийг хагас дамжуулагч талст дотор хольц оруулах замаар үүсгэж болно. Өөр өөр дамжуулалттай хоёр хагас дамжуулагчийн контактын бүсэд харилцан тархалт явагдана. электрон ба нүхнүүд үүсэх ба блоклох давхаргын цахилгаан талбар нь электрон ба нүхийг хилээр нэвтрүүлэхээс сэргийлдэг. Блоклох давхарга нь хагас дамжуулагчийн бусад хэсгүүдтэй харьцуулахад эсэргүүцлийг нэмэгдүүлсэн.

p-n уулзварын нэвтрүүлэх горим:

Гаднах цахилгаан орон нь хаах (урвуу) чиглэлд байх үед хоёр хагас дамжуулагчийн холбоо барих хэсэгт цахилгаан гүйдэл дамжихгүй.
Учир нь Хилээс электронууд болон нүхнүүд эсрэг чиглэлд шилжих үед блоклох давхарга зузаарч, эсэргүүцэл нэмэгддэг.

p-n уулзварыг хаах горим.

Хагас дамжуулагч нь эсэргүүцэл нь диэлектрикээс хэд дахин бага, металаас хамаагүй их бодис юм. Хамгийн өргөн хэрэглэгддэг хагас дамжуулагч нь цахиур, германи юм.

Хагас дамжуулагчийн гол онцлог нь тэдгээрийн үр дүнтэй эсэргүүцэл нь гадаад нөхцөл (температур, гэрэлтүүлэг, цахилгаан орон) болон хольц байгаа эсэхээс хамаардаг. 20-р зуунд эрдэмтэд, инженерүүд хагас дамжуулагчийн энэ шинж чанарыг ашиглан автомат удирдлагатай, жишээлбэл, компьютер, гар утас, гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэл гэх мэт маш жижиг, нарийн төвөгтэй төхөөрөмжүүдийг бий болгож эхлэв.

Хагас зуун жилийн хугацаанд компьютерийн хурд хэдэн сая дахин нэмэгдсэн. Хэрэв тэр үед машинуудын хурд хэдэн сая дахин нэмэгдсэн бол тэд өнөөдөр гэрлийн хурд руу ойртож уралдана!

Хэрэв нэг (гайхалтай зүйлээс хол!) шуурхай хагас дамжуулагч "ажиллахаас татгалзвал" компьютер, телевизийн дэлгэц тэр даруй харанхуйлж, гар утас чимээгүй болж, хиймэл хиймэл дагуулууд хяналтаа алдах болно. Мянга мянган үйлдвэр зогсч, онгоц, хөлөг онгоц сүйрч, олон сая машин сүйрэх болно.

Хагас дамжуулагч дахь цэнэглэгч

Электрон дамжуулалт.Хагас дамжуулагчийн хувьд валентийн электронууд нь хоёр хөрш атомын эзэмшдэг. Жишээлбэл, цахиурын талст дахь хөрш зэргэлдээх атом бүр хоёр "хуваалцсан" электронтой байдаг. Үүнийг 60.1-р зурагт схемээр үзүүлэв (зөвхөн валентын электронуудыг энд харуулав).

Хагас дамжуулагч дахь электрон ба атомуудын хоорондын холбоо нь диэлектрикээс сул байдаг. Тиймээс өрөөний температурт ч гэсэн зарим валентын электронуудын дулааны энерги нь хос атомаасаа салж, дамжуулагч электрон болоход хангалттай. Хагас дамжуулагч дотор сөрөг цэнэг тээгч ингэж гарч ирдэг.

Чөлөөт электронуудын хөдөлгөөнөөс үүссэн хагас дамжуулагчийн дамжуулалтыг электрон гэж нэрлэдэг.

Нүх дамжуулах чанар.Валентийн электрон нь дамжуулагч электрон болох үед нөхөн олговоргүй эерэг цэнэг үүсэх орон зайг чөлөөлдөг. Энэ газрыг нүх гэж нэрлэдэг. Нүх нь электроны цэнэгийн хэмжээтэй тэнцүү эерэг цэнэгтэй тохирч байна.