Оспалы электр өткізгіштік

Шала өткізгішке қоспа қосқан кезде заряд тасымалдаушылар саны көбейеді. Қоспаның түріне байланысты электрондық немесе кемтіктік өткізгіштік өседі .

1.2.1 Электрондық өткізгіштік

Германий немесе кремний кристалдарындағы Менделеев кестесінің IV- топ элементінің бірінің атомын V- топ атомымен (Sb, As, P, Vi) алмастырды делік, мысалы, мышьяк атомымен. Мышьяктың төрт электроны бастапқы заттың төрт электронымен коваленттік байланыс түзеді, бесіншісі – өз атомының айналасында дөңгелек орбита бойымен қозғалады (1.2,а сурет). Мұнда микрокөлем бейтарап күйде болады. Бастапқы заттың әсерінен бұл электронның мышьяк атомдарына тартылу күші аз (тек кулондық тартылыс күштері ғана әсер етеді), оны босату үшін 0,05 эВ энергия жұмсау жеткілікті. Мышьяк атомы оң ион болады. Минус 100^оС температурада қоспалардың барлық атомдары иондалған, ал босап шыққан электрондар электр өткізгіштікке қатысады және олар электрондық өткізгіштіктің (n-типті) пайда болуын мүмкін етеді. V- топ қоспасының атомдары, өткізгіштіктің осы түрін анықтайтын, донорлар деп аталады.

1.2.2 Кемтіктік өткізгіштік

Германий немесе кремний кристалдарына Менделеев кестесінің III-топ элементтерінің біреуінің атомын қосу онымен негізгі зат атомын алмастыруға әкеледі (1.2,б-сурет). Қоспаның үш валентті атомындағы электрондар саны, мықты коваленттік байланыстарды түзуге қажетті электрондар санынан бір электронға кем болады. Кристалдық торда бір толықтырылмаған бос байланыс қалады, бірақ бұл әлі кемтік емес. Мұндағы микрокөлем бейтарап. Бұл байланыс сырттан келген электронмен толықтырыла алады, бұл жағдайда бор атомы теріс ион болады. Кетіп қалған электронның орнында кемтік пайда болады. Минус 100^оС-ден жоғары температурада қоспаның барлық атомдары иондалған және кемтіктер өткізгіштікке қатысады. Бос электрондардың жеткіліксіздігі кемтіктік өткізгіштікті (р-типті) мүмкін қылады. III-топ элементтері, өткізгіштіктің осы түрін анықтайтын, акцепторлар деп аталады. Осылайша, донорлық қоспаның әрбір атомы бір электронын бере алады, ал акцепторлық қоспаның әрбір атомы – бір элекронды қабылдай алады. Қоспа атомдары неғұрлым көп болса, қозғалғыш тасымалдаушылардың салыстырмалы үлесі соғұрлым көп болады. Егер таза шала өткізгіште n_i = p_i болса, онда қоспалы шала өткігіштерде электрондар мен кемтіктердің салыстырмалы үлесі бірнеше дәрежеге ерекшелене алады.