Жартылайөткізгіш пен асқын өткізгіштің негізгі айырмашылығы – жартылай өткізгіштердің өткізгіш пен оқшаулағыштың өткізгіштігі арасындағы электр өткізгіштігі, ал асқын өткізгіштердің өткізгіштікінен жоғары электрөткізгіштігі болады.
Электр өткізгіші – ол арқылы электр тогының өтуіне мүмкіндік беретін зат түрі. Жартылай өткізгіштер мен асқын өткізгіштер электр өткізгіштердің екі түрі болып табылады. Олар өткізгіштігі бойынша бір-бірінен ерекшеленеді.
Жартылай өткізгіш дегеніміз не?
Жартылай өткізгіш - оқшаулағыш пен өткізгіштің мәндері арасында өткізгіштік мәні бар өткізгіш түрі. Яғни; жартылай өткізгіштің электр өткізгіштігі өткізгіштікіне орташа. Бұл әдетте диодтар, транзисторлар, интегралды схемалар және т.б. өндірісі сияқты әртүрлі салаларда қолданылатын кристалды қатты заттар. Жалпы, жартылай өткізгіштің өткізгіштігі температуралық жарықтандыруға, магнит өрістеріне, жартылай өткізгіш материалдағы қоспаларға және т.б.
Периодтық жүйеде біз байқауға болатын элементтік жартылай өткізгіш материалдар бар. Бұл элементтерге кремний (Si), германий (Ge), қалайы (Sn), селен (Se) және теллур (Te) жатады. Сонымен қатар, екі немесе одан да көп химиялық элементтерді біріктіретін әртүрлі жартылай өткізгіштер болуы мүмкін. Мысалы, галлий арсенидінің құрамында галий мен мышьяк бар. Дегенмен, таза кремний электр өнеркәсібіндегі ең көп таралған жартылай өткізгіш болып табылады және ол интегралдық схемаларды өндіру үшін ең маңызды элемент болып табылады.
01-сурет: кремний кристалы
Жалпы, жартылай өткізгіштер монокристалдар болып табылады. Олардың атомдары 3D үлгісінде орналасқан. Кремний кристалын қарастырған кезде әрбір кремний атомы төрт басқа кремний атомымен қоршалған. Бұл атомдар арасында ковалентті химиялық байланыстар болады. Кремний кристалының өткізгіштік аймағы мен валенттік зонасы арасындағы энергетикалық алшақтық жолақ саңылауы деп аталады. Жартылай өткізгіштер үшін жолақ саңылауы әдетте 0,25-2,5 эВ арасында болады.
Асқын өткізгіш дегеніміз не?
Асқын өткізгіштер – өткізгіштің өткізгіштік мәнінен жоғары электр өткізгіштік мәні бар материалдар. Бұл белгілі бір температурадан төмен салқындаған кезде электрлік кедергісін күрт жоғалтатын химиялық элемент немесе қосылыс болуы мүмкін. Сондықтан асқын өткізгіш электр энергиясының ешбір энергия шығынынсыз өтуіне мүмкіндік береді. Бұл энергия ағыны асқын ток деп аталады. Алайда асқын өткізгіштерді шығару өте қиын. Бұл материалдардың электрлік кедергісін жоғалтатын температурасы критикалық температура немесе Тк деп аталады. Біз білетін барлық материалдар осы температурадан төмен асқын өткізгіштерге айнала алмайды. Өзіндік Tc бар материалдар асқын өткізгіштерге айналуы мүмкін.
02-сурет: суперөткізгіш
Асқын өткізгіштердің І және ІІ типті екі түрі бар. І типті асқын өткізгіш материалдар бөлме температурасында өткізгіш болып табылады және олардың Tc төмен салқындаған кезде асқын өткізгіштерге айналады. II типті материалдар бөлме температурасында жақсы өткізгіш емес. Олар салқындаған кезде бірте-бірте асқын өткізгіштерге айналады. Асқын өткізгіштердің жолақ аралығы әдетте 2,5эВ-тан жоғары.
Жартылай өткізгіш пен асқын өткізгіштің айырмашылығы неде?
Жартылай өткізгіш пен асқын өткізгіштің негізгі айырмашылығы - жартылай өткізгіштердің өткізгіш пен оқшаулағыштың өткізгіштігі арасындағы электр өткізгіштігі бар, ал асқын өткізгіштердің өткізгіштікінен жоғары электр өткізгіштігі бар. Сонымен қатар, жартылай өткізгіштің жолақ саңылауы 0,25 және 2,5 эВ арасында, ал асқын өткізгіштің диапазоны 2,5 эВ жоғары.
Төменде жартылай өткізгіш пен асқын өткізгіш арасындағы айырмашылықтың қысқаша мазмұны берілген.
Қорытынды – жартылай өткізгіш пен суперөткізгіш
Жартылай өткізгіштер мен асқын өткізгіштер электр өткізгіштердің екі түрі. Олар өткізгіштігі бойынша бір-бірінен ерекшеленеді. Жартылай өткізгіш пен асқын өткізгіш арасындағы негізгі айырмашылық мынада: жартылай өткізгіштерде өткізгіш пен оқшаулағыштың өткізгіштігінің арасындағы электр өткізгіштік болады, ал асқын өткізгіштердің электр өткізгіштігі өткізгіштікінен жоғары болады.
