12.Температурная зависимость подвижности носителей заряда.

Заряд тасымалдаушылардың қозғалғыштығы негізінде екі физкалық фактор әсер етеді:

1. кристалдық тор атомдарының хаосты(ретсіз) жылулық тербелістері (кристалдық тор атомдарының жылулық тербелістерінде заряд тасымалдаушылардың шашырауы);

2. иондалған қоспаның электрлік өрісі (қоспа иондарында шашырауы);

Үлкен температураларда кристалдық тор атомдарының жылулық тербелістерінде заряд тасымалдаушылардың шашырауына ие болады:

Сол себепті осы диапазонда температураның өсуімен тасымалдаушылардың температуралық шапшаңдығы кемиді (63,64-суреттер).Төмен температуралар диапазонында температураны көбейтсек заряд тасымалдаушылардың хаосты қозғалысының жылулық жылдамдығының төмендеуіне алып келеді, яғни заряд тасымалдаушыға қоспа ионының электрлік өрісінің әсер ету ұзақтығы артады немесе қоспа ионына жақындайтын тасымалдаушының келу уақытының артуына алып келеді (64-сурет). Қоспа концентрациясын арттырсақ қоспа иондарында шашырауы да артады, яғни заряд тасымалдаушылардың шапшаңдығы азаяды. Алайда тасымалдаушылардың шашырау механизміне ие жоғарғы температура диапазонында қоспаның жоғары концентрациясы кезінде кристалдық тордағы атомдардың жылулық тербелісінде шашырау қалады, соған сәйкес заряд тасымалдаушылардың шапшаңдығының температуралық тәуелділігі жоғары температуралар диапазонында қоспа концентрациясын көбейтсек іс жүзінде жұтылмайды.

Салыстырмалы өткізгіштік заряд тасымалдаушылар концентрациясы және оның шапшаңдығына пропорционал. Температураның концентрацияға және заряд тасымалдаушылар шапшаңдығына әсерін біле отырып, салыстырмалы өткізгіштің температураға тәуелділігін шағылыстартын жалпы қисық жүрісті елестетуге болады (66-сурет). Жартылайөткізгіштерде заряд тасымалдаушылар концентрациясы өте қатты температурадан экспоненциалды заңдылық бойынша тәуелді:

Деңгейлік заңдылық бойынша шапшаңдылыққа температураның өзгерісі әлсіз әсер етеді (айнымалы валентті металдар оксид негізінде оксидті жартылайөткізгіштерді ескермей құрғанда). Сол себепті салыстырмалы өткізгіштің температуралық тәуелділігі өте төмен және өте жоғары температуралардағы тасымалдаушылар концентрациясының температуралық тәуелділігіне өте ұқсас болып келеді. Қоспалардың азаюына сәйкес, температура диапазондарында, негізгі заряд тасымалдаушылардың концентрациясы өзгеріссіз қалады, салыстырмалы өткізгіштің температуралық өзгерістері шапшаңдылық температурысының тәуелділігіне сәйкестендіріледі.

13.Электропроводность полупроводникового материала. Зависимость электропроводности от температуры

Жартылай өткізгіштердің кәдімгі температурадағы электрөткізгіштігі металдардың электрөткізгішітігі мен салыстырғанда аз. Өте төмен температурада олар диэлектриктерге ұқсайды. Жартылай өткізгіштердің электрөткізгіштігі температура мен жарық әсерінен қатты өзгереді, яғни температура артып және Жартылай өтккізгіш неғұрлым қаттыр жарықталынса, оның электрөткізгіштігі де соғұрлым жоғары болады. Жартылай өткізгіштердің электрөткізгіштігі оның құрамына өте аз шамада қоспалар енгізу жолымен басқарыларды. Жартылай өткізгіштердің электр өткізгіштігі олардың тазалығына өте күшті тәуелді. Диэлектриктердегі сияқты, жартылай өткізгіштерде бөгде қоспалардың болуы, мысалы басқа элементтің аздаған атомының болуы, оның электр өткізгіштігіндей. Жартылай өткізгіштің температурасы артқанда оның атомдарының сыртқы қабатының жеке электрондары, атомнан бөлінуге жеткілікті энергия қабылдап, онан бөлініп шығып, еркін электрондарға айналады. Жартылай өткізгіштің температурасы жоғарылаған сайын, ондағы еркін электрондардың саны артады және электр өткізгіштігі жоғарылайды.Жартылай өткізгіштердің температурасы төмендеген кезде еркін зарядты тасымалдаушылар саны күрт төмендеп, төменгі температураларда оның өткізгіштігі іс жүзінде нольге тең болады. Жартылай өткізгіштерде, төменгі температураларда өткізгіштіктің жоқ болуы – металл өткізгіштерден жартылай өткізгіштердің тағы да бір сипатты айырмашылығы болып саналады және ол өткізгіштерде еркін зарядты тасымалдаушылардың пайда болуының жылулық табиғаты бар екендігін көрсетеді едәуір арттырады. Жартылай өткізгіштің температурасы артқанда оның атомдарының сыртқы қабатының жеке электрондары, атомнан бөлінуге жеткілікті энергия қабылдап, онан бөлініп шығып, еркін электрондарға айналады. Жартылай өткізгіштің температурасы жоғарылаған сайын, ондағы еркін электрондардың саны артады және электр өткізгіштігі жоғарылайды.Жартылай өткізгіштердің температурасы төмендеген кезде еркін зарядты тасымалдаушылар саны күрт төмендеп, төменгі температураларда оның өткізгіштігі іс жүзінде нольге тең болады. Жартылай өткізгіштерде, төменгі температураларда өткізгіштіктің жоқ болуы – металл өткізгіштерден жартылай өткізгіштердің тағы да бір сипатты айырмашылығы болып саналады және ол өткізгіштерде еркін зарядты тасымалдаушылардың пайда болуының жылулық табиғаты бар екендігін көрсетеді.