Хагас дамжуулагч ба хэт дамжуулагч хоёрын гол ялгаа нь хагас дамжуулагч нь дамжуулагч ба тусгаарлагчийн хооронд цахилгаан дамжуулах чадвартай байдаг бол хэт дамжуулагч нь дамжуулагчаас илүү цахилгаан дамжуулах чадвартай байдаг.
Цахилгаан дамжуулагч нь түүгээр цахилгаан гүйдэл гүйх боломжийг олгодог нэг төрлийн бодис юм. Хагас дамжуулагч ба хэт дамжуулагч нь хоёр төрлийн цахилгаан дамжуулагч юм. Тэд дамжуулах чадвараараа бие биенээсээ ялгаатай.
Хагас дамжуулагч гэж юу вэ?
Хагас дамжуулагч гэдэг нь тусгаарлагч ба дамжуулагчийн утгуудын хооронд дамжуулах чанарын утгатай дамжуулагчийн төрөл юм. Энэ нь гэсэн үг; хагас дамжуулагчийн цахилгаан дамжуулах чанар нь дамжуулагчийнхаас дунд байна. Эдгээр нь ихэвчлэн диод, транзистор, нэгдсэн хэлхээ гэх мэт янз бүрийн салбарт хэрэглэгдэх талст хатуу биетүүд юм. Ерөнхийдөө хагас дамжуулагчийн дамжуулалт нь температурын гэрэлтүүлэг, соронзон орон, хагас дамжуулагч материал дахь хольц гэх мэтэд мэдрэмтгий байдаг.
Үелэх системд бидний ажиглаж болох элементийн хагас дамжуулагч материалууд байдаг. Эдгээр элементүүдэд цахиур (Si), германий (Ge), цагаан тугалга (Sn), селен (Se), теллур (Te) орно. Түүнээс гадна хоёр ба түүнээс дээш химийн элементүүдийг хослуулан агуулсан янз бүрийн хагас дамжуулагч байж болно. Жишээлбэл, галлиум арсенид нь галли, хүнцэл агуулдаг. Гэсэн хэдий ч цэвэр цахиур нь цахилгааны үйлдвэрлэлийн хамгийн түгээмэл хагас дамжуулагч бөгөөд нэгдсэн хэлхээний үйлдвэрлэлд хамгийн чухал элемент юм.
Зураг 01: Цахиурын болор
Ерөнхийдөө хагас дамжуулагч нь нэг талст юм. Тэдний атомууд нь 3D загвараар байрладаг. Цахиурын талстыг авч үзэхэд цахиурын атом бүр өөр дөрвөн цахиурын атомаар хүрээлэгдсэн байдаг. Эдгээр атомуудын хооронд ковалент химийн холбоо байдаг. Цахиурын болорын дамжуулалтын зурвас ба валентын зурвасын хоорондох энергийн зөрүүг зурвасын завсар гэнэ. Хагас дамжуулагчийн хувьд зурвасын завсар нь ихэвчлэн 0.25-2.5 эВ байна.
Супер дамжуулагч гэж юу вэ?
Супер дамжуулагч гэдэг нь дамжуулагчийн дамжуулалтын утгаас дээгүүр цахилгаан дамжуулах чадвартай материал юм. Энэ нь тодорхой температураас доош хөргөхөд цахилгаан эсэргүүцлээ эрс алддаг химийн элемент эсвэл нэгдэл байж болно. Тиймээс хэт дамжуулагч нь ямар ч эрчим хүчний алдагдалгүйгээр цахилгаан энергийн урсгалыг зөвшөөрдөг. Энэ энергийн урсгалыг хэт гүйдэл гэж нэрлэдэг. Гэсэн хэдий ч хэт дамжуулагчийг үйлдвэрлэхэд маш хэцүү байдаг. Эдгээр материалын цахилгаан эсэргүүцлээ алдах температурыг эгзэгтэй температур буюу Tc гэж нэрлэдэг. Бидний мэддэг бүх материалууд энэ температураас доош хэт дамжуулагч болж хувирдаггүй. Өөрийн гэсэн Tc-тэй материалууд хэт дамжуулагч болж хувирдаг.
Зураг 02: Супер дамжуулагч
I төрөл ба II төрөл гэж хоёр төрлийн хэт дамжуулагч байдаг. I төрлийн хэт дамжуулагч материалууд нь тасалгааны температурт дамжуулагч бөгөөд Tc-ээс доош хөргөхөд хэт дамжуулагч болдог. II төрлийн материал нь өрөөний температурт сайн дамжуулагч биш юм. Тэд хөргөхөд аажмаар хэт дамжуулагч болж хувирдаг. Хэт дамжуулагчийн зурвасын завсар нь ихэвчлэн 2.5eV-ээс их байдаг.
Хагас дамжуулагч ба хэт дамжуулагч хоёрын ялгаа юу вэ?
Хагас дамжуулагч ба хэт дамжуулагч хоёрын гол ялгаа нь хагас дамжуулагч нь дамжуулагч ба тусгаарлагчийн хооронд цахилгаан дамжуулах чадвартай байдаг бол хэт дамжуулагч нь дамжуулагчаас илүү цахилгаан дамжуулах чадвартай байдаг. Түүнчлэн хагас дамжуулагчийн зурвасын зай 0.25-аас 2.5 эВ хооронд байхад хэт дамжуулагчийн зурвасын зай 2.5 эВ-ээс дээш байна.
Доорх нь хагас дамжуулагч ба хэт дамжуулагчийн ялгааны хураангуй юм.
Хураангуй – Хагас дамжуулагч ба Супер дамжуулагч
Хагас дамжуулагч ба хэт дамжуулагч нь хоёр төрлийн цахилгаан дамжуулагч юм. Тэд цахилгаан дамжуулах чанараараа бие биенээсээ ялгаатай. Хагас дамжуулагч ба хэт дамжуулагч хоёрын гол ялгаа нь хагас дамжуулагч нь дамжуулагч ба тусгаарлагчийн хооронд цахилгаан дамжуулах чадвартай байдаг бол хэт дамжуулагч нь дамжуулагчаас илүү цахилгаан дамжуулах чадвартай байдаг.
