Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 40. 30 oktober 1956 - Transistorn, av Bertil Bjurel
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
922
TEKNISK TIDSKRIFT
Fig. 2. Fria negativa laddningar erhålles vid inblandning
av t.ex. arsenik i en germaniumkristall.
germaniumkristallen med arsenik, som har fem
valenselektroner, fig. 2. Man får då en kristall,
där en och annan germaniumatom är utbytt mot
en arsenikatom.
Eftersom denna har fem valenselektroner kan
en av dessa inte bilda en kovalent bindning med
en intilliggande germaniumatom. Denna elektron
kommer därför att sitta så löst i kristallgittret,
att den praktiskt taget alltid slås loss av
atomernas normala värmerörelser.
En germaniumkristall, som förändrats på detta
sätt, kommer därför att innehålla ett stort antal
fria elektroner och får därmed en ganska god
ledningsförmåga. En halvledare som genom en
tillsats givits ett stort antal negativt" fria
laddningsbärare kallas halvledare av n-typ.
I stället för att försätta germaniumkristallen
med arsenik, som har fem valenselektroner, kan
man införa indium, som endast har tre, fig. 3.
Varje indiumatom kan då ge bara tre kovalenta
bindningar med kringliggande
germaniumato-mer. I den fjärde bindningen kommer det att
fattas en elektron, och lediga platser eller "hål"
för elektroner uppstår därför på vissa ställen i
kristallgittret. Vid rumstemperatur fylls dessa
hål lätt av närbelägna elektroner som härvid
efterlämnar nya hål vid germaniumatomer;
dessa får då positiva enhetsladdningar. Hålens
förflyttningar kan därför betraktas som
förflyttningar av positiva laddningar.
Förekomsten av positiva på nämnda sätt
utbildade laddningar har tidigare ej varit känd
inom atomfysiken. Hålet uppför sig i verklighe-
ten praktiskt taget som en elektron med positiv
laddning. Det kastas fram och tillbaka av
värmeenergin inom kristallgittret, och om man
pålägger en elektrisk spänning vandrar det och
ökar sin hastighet på samma sätt som en
elektron. Rörelseriktningen blir givetvis motsatt
elektronens, eftersom hålet kan betraktas som
en positiv laddning. Ett material som innehåller
indium får således också god elektrisk
ledningsförmåga, men laddningsbärarna är positiva och
inte negativa, som fallet blir vid tillsats av
arsenik. Det kallas därför halvledare av p-typ.
Skiktdiodens uppbyggnad och funktion
Om man har två skikt eller zoner i en
germaniumkristall, det ena av n-typ och det andra av
p-typ, fig. 4, erhåller man i den förstnämnda
zonen negativa fria laddningar, i den andra
positiva. På grund av värmerörelsen diffunderar dessa
delvis till gränsskiktet mellan n- och p-zonerna,
där laddningsbärarna försvinner genom att hål
och elektroner förenas. Gränsskiktet blir därför
ett isolerande spärrskikt. Samtidigt uppstår
emellertid en potentialdifferens mellan zonerna
därför att n-zonen förlorar elektroner och p-zonen
hål. (I verkligheten vandrar elektroner in i
p-zonen och fyller en del av dennas hål.) När
potentialdifferensen nått ett visst värde avstannar
transporten av hål och elektroner till
gränsskiktet som alltså är ett spärrskikt med ett överlagrat
elektriskt fält.
Om en spänningskälla anslutes med sin positiva
pol till n-skiktet och sin negativa pol till
p-skik-tet, ökas fältet över gränsskiktet. Detta förblir
således vid denna spänningsriktning — spärrikt-
Fig. 3. Fria hål
erhålles vid
inblandning av
t.ex. indium i en
germanium- *
kristall.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
