Жартылай өткізгіштер

 Жартылай өткізгіштер деп электр өткізгіштігі өткізгіштер мен изоляторлар арасында болатын материалдарды атайды. Бұл материалдар соңғы кезде электротехника мен электрондық қондырғыларда кеңінен қолданылады. Көптеген жартылай өткізгіштерге тән маңызды қасиет олардың кедергілерінің температураға, жарықталынуға және радиациялық сәулеленуге тәуелділігі. Бұл жартылай өткізгішті приборларды температураны ( термисторлар), жарықталынуды және радиация қарқындылығын өлшеуге қолдануға мүмкіндік береді. Сонымен қатар жартылай өткізгіштерді түзеткіштер (диодтар) және күшейткіштер (транзисторлар) ретінде де кеңінен қолданады.Диодтар мен трнзисторларды жасау үшін р-п ауысу деп аталатын әртүрлі типтегі жартылай өткізгіштердің түйісуі алынады. Жартылай өткізгішті диодтар айнымалы токты түзету үшін қолданылады. р-п ауысу қоспалы өтімділігінің түрімен ерекшеленетін, екі кристалдың арасындағы өте жұқа қабат болып табылады.Токтың негізгі тасымалдаушылары (р-облыстағы кемтіктер мен п-облыстағы электрондар) түйіскен аймақтың шекарасында бір-біріне қарама-қарсы бағытта қозғалысқа түсіп, электр тогын туғызады. Бұл кезде пайда болатын токты диффузиялық ток деп атайды. Сондықтан р-п ауысу екі түрлі ток тасымалдаушылардың негізі болады және олардың кедергілері аса үлкен болады. Р-облысында заряд шамасы кемтіктермен теңгерілмейтін теріс ионды акцепторлық қоспалардың, п- облысындағы заряд шамасы электрондармен теңгерілмейтін оң ионды донорлық қоспалардың пайда болуы нәтижесінде облыстардың арасындағы шекарада бірмезгілде қосарланған электрлік қабат орнығады. Бұл қабаттағы электр өрісінің бағыты негізгі заряд тасымалдаушылардың осы қабат арқылы ары қарай өтуіне бөгет жасайтындай болып бағытталады. Екі облыстағы Ферми деңгейлерінің шамасы бірдей биіктіктерде орналасқан кезде потенциалдық бөгеттің биіктігі тұрақтанып тепе-теңдік орнайды. Ауысудың екі жағындағы көлемдік заряд алабтарының әрқайсысының заряды осы алабтан диффузия жасаған жылжымалы заряд тасушылардың зарядына таңбасы қарама-қарсы болады. Диффузия үдей түскен сайын зарядталған алабтардың мөлшері де арта түседі. Осы себепті негізгі заряд тасушыларды кері тартатын күш те өседі. Бұл күштер диффузиялық ағынға кедергі жасайды. Сондықтан диффузия процесін өзін-өзі шектейтін процесс деп қарастыруға болады. Бұл процесс көлемдік (кеңістік) зарядтың электр өрісі диффузиялық ағынды теңгергенге шейін жүре береді; сонда зарядтың тасымалдануы тоқтап, ток нольге тең болады. Сонымен, қозғалмайтын зарядтары бар алаб электр өрісін туғызады, осы өрістің шамасы зарядталған алаб мөлшеріне пропорционал, ал бағыты электрондар мен кемтіктердің диффузиялық ағынға қарсы бағытталған дрейфін туғызатындай болады. Дрейфтік ағын (өткізгіштік тоғы) деп электр өрісі әсерінен заряд тасушылардың тасымалдануын айтады. Сондықтан, заряд тасушыларының берілген типінің қорытқы тасымалдануын диффузия салдарынан тасымалдану мен дрейф есебінен тасымалдану арасындағы айырма ретінде, яғни диффузиялық және дрейфтік ток арасындағы айырма ретінде қарастыруға болады. Тепе-теңдік жағдайында электрондық және кемтіктік ағындардың дрейфтік және диффузиялық құраушылары бірін-бірі теңгеріп тұрады да, сыртқа шығарылатын толық ток нольге тең болады. Ауысу маңайында заряд тасушылардың екі түрлі тасымалдануы іске асатындықтан (электрондар мен кемтіктер заряд тасымалдайды), электрондар мен кемтіктердің диффузиясы бүкіл көлем бойынша бұлардың концентрацияларының біркелкі таралуын тудырмайды. Диффузия мен дрейф тек ауысуға жақын маңайда ғана іске асады. Ауысудан қашықтағы р және n- алабтары бейтарап әрі бір текті болады. Ауысу маңайындағы көлемдік заряд алабы мен зат нұсқасының бейтарап алабтары арасындағы шекара мінсіз айқын емес, бірақта көрнекілік үшін алабтарды айқын бөлінген деп көрсету ыңғайлы.