Thursday, January 21, 2021
Elektron-deşik keçidinin xüsusiyyətləri. Keçidin volt-amper xarakteristikası
Elektron-deşik keçidinin xüsusiyyətləri. Keçidin volt-amper xarakteristikası
Thursday, January 14, 2021
Yarımkeçiricinin aşqar keçiriciliyi və onun temperaturdan asılılığı
Tuesday, November 24, 2020
Yarımkeçiricinin məxsusi keçiriciliyi və onun temperaturdan asılılığı
Yarımkeçiricinin məxsusi keçiriciliyi və onun temperaturdan asılılığı
Yarımkeçiricilərdə elektrik keçiriciliyi mexanizmi bərk cismin zona nəzəriyyəsinə əsasən izah edilə bilər. Deyildiyi kimi mütləq sıfır temperaturda və heç bir aşqar olmayanda bütün elektronlar atomlararası əlaqədə iştirak edir. Bu o deməkdir ki, valent zonasındaki bütün enerji səviyyələri elektronlarla doludur, keçiricilik zonası isə boşdur. İki zona arasındakı qadağan olunmuş zonanın eni germanium üçün silisium üçün isə təşkil edir. Elektronun atomla əlaqəsini qırmaq və onun sərbəst yükdaşı- yıcısma çevrilməsi üçün o keçiricilik zonasına düşməlidir. Bunun üçün elektrona -yə bərabər və ya ondan çox əlavə enerji verilməlidir. Temperatur mütləq sıfırdan yuxarı qalxdıqca elektronların bir hissəsi əlavə enerji alaraq kovalent əlaqələri qırır, valent zonasındaki enerji səviyyəsini tərk edərək keçiricilik zonasına keçir (şəkil 3.2). Nəticədə keçiricilik zonasında sərbəst elektronlar yaranır ki, bunlara da keçiricilik elektronları deyilir. Valent zonasında əmələ gəlmiş boş yerlərə deşik (keçiricilik deşiyi) deyilir. Deşiklər elektrik və maqnit sahələrində özlərini yükü elektronun yükünə bərabər müsbət yüklü hissəcik kimi aparır. Kristalda bu cür elektron-deşik cütünün yaranması prosesinə yük daşıyıcılarının generasiyası deyilir. istilik enerjisinin təsirindən elektronların keçiricilik zonasında, deşiklər isə valent zonasında xaotik hərəkət edirlər (həqiqətdə isə deşiklərin hərəkəti elektronların bir boş səviyyədən digərinə keçməsi ilə əlaqədardır, deşiklər özləri hərəkət etmirlər). Bu hərəkətin nəticəsində elektronların bir hissəsi izafi enerjisini itirərək, keçiricilik zonasından valent zonasına qayıdaraq oradakı boş səviyyələri tutur. Bu, elektron-deşik cütünün yox olmasına gətirib çıxarır və bu prosesə yükdaşıyıcılırm rekombinasiyası deyilir. Əgər kristala xarici elektrik sahəsi təsir etsə onun təsirindən elektronların və deşiklərin hərəkətləri istiqamətlənir: elektronlar sahə qüvvə xətlərinə qarşı, deşiklər isə qonşu atomların valent elektronları ilə tutulduqlarından sıçrayışlarla sahə qüvvə xətləri istiqamətində Şəkil 3.2. Məxsusi yarımkeçiricinin zona diaqramı hərəkət edirlər.
Yarımkeçirici materiallar haqqında məlumat
Yarımkeçirici materiallar haqqında məlumat
Yarımkeçıncılər xüsusi elektrik müqavimətinin qiymətinə görəkeçiricilərOm.sm) və dielektriklər arasında yer tutur. Onu da qeyd etmək lazımdır ki, bu sərhədlər şərti xarakter daşıyır, konkret şəraitdən asılı olaraq məsələn, yüksək temperaturda, dielektrik yarımkeçirici kimi özünü apara bilər və s. Yarımkeçiricilərdə cərəyanın axması mexanizmi dielektriklərdəkinə yaxındır və keyfiyyətcə keçiricilərdəkin- dən fərqlənir. Yarımkeçiricilərə xas olan xüsusiyyətlərdən biri odur ki, onların xüsusi keçiriciliyi elektrik sahəsinin, işıq şüasının, istiliyin və aşqarların əlavə edilməsinin təsiri altında dəyişir.
R.Hümbətov- Elektronika
Bərk cismin zona nəzəriyyəsinin əsasları. Enerji zonaları
Bərk cismin zona nəzəriyyəsinin əsasları. Enerji zonaları
Zona nəzəriyyəsi yarımkeçiricilərin kəmiyyətcə təhlilinin əsasını təşkil edir. Hər hansı tədric olunmuş atom elektronlar üçün icazə verilmiş diskret enerji spektri ilə xarakterizə olunur (şəkil 2.1). Enerjinin qiyməti artdıqca ardıcıl yerləşmiş enerji səviyyələri arasında məsafələr azalır.
Enerji spektrinin "tavanı" ionlaşma səviyyəsidir ki, bu səviyyədə elektron sərbəst olur və atomu tərk edə bilir. Dolu səviyyələr atomun elektron örtüyünü təşkil edir və onları 1,2,3... rəqəmləri ilə işarə edirlər. İkincidən başlayaraq örtüklər alt örtüklərə (2s,2r,3s,3p,4s,4p) bölünür. Elektronla dolu örtüklərin və alt örtüklərin sayı elementin sıra nömrəsindən asılı olur. Həyacanlanmamış atomda xarici səviyyələr həmişə boş olur. Bərk cisimdə atomlarara- sı məsafələr çox kiçik olduğundan cismin atomları biri- birilə qüvvətli qarşılıqlı təsirdə olur. Bərk cismin hər hansı bir hissəsində bütün atomlar toplusunu bir vahid iri molekul kimi təsvir etmək olar.
Bu molekul da atom kimi bütöv cisim üçün vahid olan hər hansı bir enerji spektri ilə xarakterizə olunur. Bu spektrin xüsusiyyəti ondadır ki, o diskret icazə verilmiş zonalardan ibarət olur. Hər bir zonanın mənşəyi uyğun atom səviyyəsidir ki, bu səviyyədə atomlar bir-birinə yaxınlaşanda elə bil ki, parçalanır (şəkil 2.2).
Beləliklə, atomlararası məsafəsi r0 olan kristal üçün müəyyən zona diaqramı əldə edilir. Bu diaqramda icazə verilmiş zonaların ardınca qadağan olunmuş zonalar gəlir (şəkil 2.3). Bu zonaların eni bir neçə elektronvolt (eV) həddində olur və bərk cisimdə atomların sayından (cismin ölçülərindən) asılı olmur.
İcazə verilmiş zonalar diskret struktura malik olurlar və onların səviyyələrinin sayı cisimdəki atomların sayma bərabərdir. Hər hansı bir kiçik həcmdə atomların sayı o qədər böyükdür ki, real şəraitdə zonaların səviyyələri arasındakı energetik səviyyələr-dan yüksək olmur. Ona görə də icazə verilmiş zonaların bütöv olduğunu qəbul etmək olar.
Atomun alçaq enerji səviyyələri adətən zona təşkil etmir, çünki daxili elektron örtüklərinin bərk cisimdə qarşılıqlı təsiri çox zəifdir (onlar xarici örtüklər tərəfindən ”ek- ranlanmışlar”- aralanmışlar). Buna görə alçaq səviyyələr zona diaqramında qırıq xətlə göstərilir və hər qırıq xət bir atoma uyğun gəlir (şəkil 2.2 ).
Bir çox hallarda icazə verilmiş zonalar bir-birinin üzərinə düşür və bu halda onların arasında qadağan olunmuş zona mövcud olmur. Bu yalnız spektrin yuxarı hissəsində baş verir, çünki ayrıca atomda yuxarı səviyyələr bir-birinə çox yaxın yerləşir. Bunun nəticəsində bərk cismin enerji spektri vahid yuxarı zonaya və hər hansı bir son saylı (səviyyələrin sayından fərqli olaraq) zonaya malik olur.
Bərk cisimdə keçiricilik o vaxt yaranır ki, elektron qonşu daha yüksək enerji səviyyəsinə keçə bilsin. Deməli, keçiricilikdə yalnız azad səviyyələri olan zonaların elektronları iştirak edə bilər. Belə azad zonalar yuxarı icazə verilmiş zonalarda həmişə mövcud olur, çünki izolə edilmiş atomda yüksək səviyyələr heç vaxt dolu olmur.
Ona görə bərk cismin mütləq sıfır temperaturda elektronlarla tutulmayan (və ya tam tutulmayan) zonasına keçiricilik zonası deyilir. Bu zonaya ən yaxın yerləşən zonaya valent zonası deyilir. Mütləq sıfır tempraturda valent zonası tamamilə elektronlarla dolu olur və bu zonanın elektronları keçicirilikdə iştirak etmir. Aşağıda görəcəyik ki, sıfırdan fərqli tempraturda valent zonasında azad səviyyələr yarana bilər və bu isə keçiriciliyin dəyişməsinə səbəb ola bilər. Beləliklə, kristalın keçiriciliyini iki qonşu zona (valent və keçiricilik) müəyyən edir.
R.Hümbətov - Elektronika
Qazlarda elektrik cərəyanı
Qazlarda elektrik cərəyanı
Elektronlara elektrodlararası fəzada neytral qaz atomlarını həyəcanlandıra (ionlaşdıra) biləcək qədər enerji verən anod və katod arasındakı potensiallar fərqinə həyəcanlanma (ionlaşma) gərginliyi deyilir. Katoddan çıxan ilkin elektronlar elektrik sahəsində sürətlənərək qaz molekullarını və atomlarını ionlaşdırır. Bunun nəticəsində əlavə sərbəst elektronlar yaranır ki, bunlar da anoda tərəf hərəkət zamanı ionlaşdırma prosesində iştirak edəcəkdir. İonlaşma nəticəsində əmələ gələn ionlar da katoda tərəf hərəkət edərək onun səthindən yeni elektronlar (ikinci) qoparırlar ki, bunlar da ionlaşdırmada iştirak edirlər. Beləliklə, elektronların sayı selvari şəkildə artaraq dayanıqlı bir vəziyyətə gəlib çıxır ki, bu vəziyyət də elektrik sahə gərginliyi, qazm təzyiqi, boşalma kanalının diametri, qazm növü, kənar ionlaşdırıcı mənbəyin olması, katodun temperaturu və materialı, xarici dövrənin müqaviməti ilə müəyyən edilir. Çox vaxt qazbo- şalması zamanı elektrodlararası fəzanın hər bir vahid həcmində elektronların və ionların həcmi yükləri bir-birinə bərabər olur. İonlaşmış qazm belə vəziyyətinə qazboşalma plazması deyilir.
Müsbət ionlar elektronların yüklərini kompensasiya etməklə elektrodlar arasındakı cərəyanı artırırlar. Ümumi cərəyanın 99,75%-i elektronların, 0,25%-i isə ionların payına düşür. Buna baxmayaraq müsbət ionların mövcudluğu boşalma aralığının keçiriciliyinə çox böyük təsir göstərir.
Sərbəst elektronlar və ionlarla dolu fəzada onlar biri- biri ilə toqquşurlar və bunun nəticəsində neytral atomlar yaranır. Bu prosesə rekombinasiya deyilir. Rekombinasiya adətən spektrin görünən hissəsində fəzaya enerji şüalanması ilə müşaiyət edilir. Bu zaman qaz işıq saçır. Təzə ionlaşma- nın baş vermədiyi rekombinasiya prosesinə deionlaşdırma (ionsuzlaşdırma) deyilir.
Elektrik boşalmasının yaranması və saxlanması üçün elektrodlar arasında elə elektrik sahəsi yaradılmalıdır ki, o elektronları qaz atomlarını ionlaşdıra biləcək dərəcədə sürətləndirə bilsin. Bu gərginliyin qiyməti qazm növündən, təzyiqindən və elektrodlar arasındakı məsafədən asılıdır. Digər tərəfdən boşalma aralığında sərbəst elektronların lazımi konsentrasiyasmı təmin edən emissiya mənbəyinin olması vacibdir.
Bununla əlaqədar olaraq sərbəst və qeyri-sərbəst boşalma mövcud olur. Sərbəst boşalmanın əmələ gəlməsi və davam etməsi üçün kənar emissiya mənbəyi tələb olunmur. Qeyri-sərbəst boşalmada isə bunun üçün kənar emissiya mənbəyinin (termokatod, fotokatod və ionlaşdırıcı şüalanma) olması tələb olunur.
Qeyd etmək lazımdır ki, elektrodlararası fəzada qazm təzyiqi l,133-133Pa həddində olur. Əsasən, təsirsiz qazlar (neon, arqon) hidrogen və həm də civə buxarı işlədilir. Qazm növü işıqlanmanm rəngini müəyyən edir. İonlaşma və rekombinasiya hadisələri cihazların ən aktiv hissəsi olan katod ətrafı sahədə baş verdiyindən işıqlanma katod ətrafında baş verir.
Qazboşalma fəzasında cərəyan axarkən baş verən bütün bu proseslər yığımına elektrik boşalması deyilir. Cihaz daxilində yaranan şəraitdən asılı olaraq, boşalmanın müxtəlif növləri olur.
R.Hümbətov- Elektronika
Friday, November 20, 2020
Elektron emissiyasının növləri
Elektron emissiyasının növləri
Vakuumda və ya qazda elektrik və maqnit sahəsində hərəkət edən sərbəst elektron axmım yaratmaq üçün elektronun bərk cismdən kənara çıxmasını təmin etmək lazımdır. Bunu bərk cisimə kənar mənbədən enerji vermək yolu ilə həyata keçirmək olar.
Kənardan verilən enerjinin (istilik, foto, elektrik və s.) təsirindən elektronların bərk cisimdən kənara çıxması hadisəsinə elektron emissiyası deyilir. Elektronun bərk cisimdən belə kənara çıxması üçün o kristallik qəfəsənin ionlarının cazibə qüvvələrini dəf etməli, başqa sözlə müəyyən iş görməlidir. Buna işə elektronun çıxış işi deyilir və bu iş voltlarla ölçülür.
Bərk cismə tətbiq edilən enerjinin növündən asılı olaraq elektron emisiyasmm dörd növü olur: termoelektron, fotoelektron, elektrostatik və ikinci elektron emissiyası.
Termoelektron emissiyası maddənin qızdırılması nəticəsində baş verir. Temperaturun müəyyən qiymətlərində elektronların aldığı istilik enerjisi onların çıxış işini yerinə yetirməsi üçün kifayət edir.
Termoelektron emissiyası cərəyan sıxlığının cismin temperaturundan asılılığı belə ifadə olunur:
Emissiyanın bu növü elektrovakuum cihazlarında və elektron-şüa borularında istifadə olunur.
Fotoelektron emissiyası maddənin səthinə təsir edən kənar elektromaqnit şüalanması ilə əlaqədardır. Belə emissiyanın baş verdiyi cismə (katoda) fotoelektron katodu və ya fotokatod deyilir.
Metallar və yarımkeçiricilər üçünolur, çıxış işi kiçik olan elementlərdən ibarət mürəkkəb birləşmələrdəolur. İkinci elektron emissiyası hadisəsi elektrovakum, qaz- boşalma, fotoelektrik və başqa cihazlarda baş verir.