1. Yarimo’tkazgich, metall va dielektrik deganda nimani tushunasiz? Ularning elektrofizik xususiyatlarini energetik sathlarga nisbatan tushuntirib bering

O'tkazgichlar, yarim o'tkazgichlar, izolyatorlar
Elektronni valent zonadan o'tkazish zonasiga o'tkazish uchun tashqaridan malum energiya berish kerak. Elektron turg'un holatdan (to'ldirilgan holatdan) . erkin holatga (o'tkazish zonasiga) o'tishda yengish kerak bo'lgan man qilingan zonanirtg kengligi qattiq jismlarni metallar, yarim o'tkazgichlar va izolyatorlarga ajratishning asosiy mezonlaridan biridir. Bunga keltirilgan sxemalardan osongina ishonch hosil qilish mumkin. Zonalarning elektronlar bilan to'ldirilganligi va man qilingan zonaning kengligiga qarab to'rtta hoi bo'lishi mumkin. Eng yuqori zona elektronlar bilan qisman to'ldirilgan, ya'ni unda bo'sh sathlar mavjud. Bu holda elektron juda kam energiya olganda ham shu zonaning yuqoriroq energetik sathiga o'tishi, ya'ni erkin bo'lib, tok o'tkazishda ishtirok etishi mumkin. Demak, qattiq jismda qisman to'ldirilgan zona mavjud bo'lsa, bu jism elektr tokini o'tkazadi. Aynan shu xususiyat metallarga xosdir. Agar valent zona va o'tkazish (erkin) zonasi bilan qisman ustma-ust tushsa ham, qattiq jism elektr tokini o'tkazuvchi bo'ladi. Bu Mendeleyev elementlar davriy sistemasidagi II guruh elementlari Be, Mg, Ca, Zn ....larga xos xususiyatdir. Energetik sathlari faqat valent zona va o'tkazish zonasidan iborat qattiq jismlar, man qilingan zonasining kengligiga qarab dielektriklar va yarim o'tkazgichlarga ajratiladi. Agar kristallning man qilingan zonasining kengligi bir necha elektron-volt bo'lsa, issiqlik harakati elektronni valent zonadan o'tkazish zonasiga sakrata olmaydi va bunday kristallarga dielektriklar deyiladi. Agar man qilingan zona uncha katta bo'lmasa (AE~ 1 eV), elektronni valent zonadan o'tkazish zonasiga issiqlik yoki biror boshqa ta'sir bilan ko'chirish mumkin. Bunday kristallarga yarim o'tkazgich-lar deyiladi. Masalan, germaniy uchun AE= 0,72 eV, kremniy uchun AE=1.11 eV ni tashkil qiladi. Shunday qilib, o'tkazgichlar uchun man qilingan zonaning keng¬ligi no'lga teng, yarim o'tkazgichlar uchun 2eV dan oshmaydi, dielektriklar uchun esa 2eV dan katta bo'ladi

2. p-n o’tish deganda nimani tushunasiz? p-n o’tishlarda ro’y beradigan teshilish turlari va ulaning fizikaviy xususiyatlari.

Javob:
Yarim o‘tkazgichli asboblarning ko‘pchiligi bir jinsli bo‘lmagan yarim o‘tkazgichlardan tayyorlanadi. Xususiy xolatda bir jinsli bo‘lmagan yarim o‘tkazgich bir sohasi p–turdagi, ikkinchisi esa n-turdagi monokristaldan tashkil topadi.
Bunday bir jinsli bo‘lmagan yarim o‘tkazgichning p va n – sohalarining ajralish chegarasida hajmiy zaryad qatlami hosil bo‘ladi, bu sohalar chegarasida ichki elektr maydoni yuzaga keladi va bu qatlam elektron – kovak o‘tish yoki p-n o‘tish deb ataladi. Ko‘p sonli yarim o‘tkazgichli asboblar va integral mikrosxemalarning ishlash printsipi p-n o‘tish xossalariga asoslangan.
P-n o‘tish hosil bo‘lish mexanizmini ko‘rib chiqamiz. Soddalik uchun, n– sohadagi elektronlar va p– sohadagi kovaklar sonini teng olamiz. Bundan tashqari, har bir sohada uncha katta bo‘lmagan asosiy bo‘lmagan zaryad tashuvchilar miqdori mavjud. Xona temperaturasida p–turdagi yarim o‘tkazgichda akseptor manfiy ionlarining kontsentratsiyasi N_a kovaklar kontsentratsiyasi p_r ga, n–turdagi yarim o‘tkazgichda donor musbat ionlarining kontsentratsiyasi N_d elektronlar kontsentratsiyasi n_n ga teng bo‘ladi. Demak, p- va n–sohalar o‘rtasida elektronlar va kovaklar kontsentratsiyasida sezilarli farq mavjudligi tufayli, bu sohalar birlashtirilganda elektronlarning p –sohaga, kovaklarning esa n-sohaga diffuziyasi boshlanadi.
Diffuziya natijasida n– soha chegarasida elektronlar kontsentratsiyasi musbat donor ionlari kontsentratsiyasidan kam bo‘ladi va bu soha musbat zaryadlana boshlaydi. Bir vaqtning o‘zida p-soha chegarasidagi kovaklar kontsentratsiyasi kamayib boradi va u aktseptor kiritmasi bilan kompensatsiyalangan ion zaryadlari hisobiga manfiy zaryadlana boshlaydi (8a–rasm). Musbat va manfiy ishorali aylanalar mos ravishda donor va akseptor ionlarini tasvirlaydi.
Hosil bo‘lgan ikki hajmiy zaryad qatlami p-n o‘tish deb ataladi. Bu qatlam
harakatchan zaryad tashuvchilar bilan kambag‘allashtirilgan. Shuning uchun uning solishtirma qarshiligi p- va n–soha qarshiliklariga nisbatan juda katta. Ba’zi adabiyotlarda bu qatlam kambag‘allashgan yoki i – soha deb ataladi.
Hajmiy zaryadlar turli ishoralarga ega bo‘ladilar va p-n o‘tishda kuchlanganligi

^E ga teng bo‘lgan elektr maydon hosil qiladilar. Asosiy zaryad tashuvchilar uchun
bu maydon tormozlovchi bo‘lib ta’sir ko‘rsatadi va ularni p-n o‘tish bo‘ylab erkin harakat qilishlariga qarshilik ko‘rsatadi. 8 b-rasmda o‘tish yuzasiga perpendikulyar bo‘lgan, X o‘qi bo‘ylab potentsial o‘zgarishi ko‘rsatilgan. Bu vaqtda nol potentsial sifatida chegaraviy soha potentsiali qabul qilingan.

8. 
   – rasm
   

Rasmdan ko‘rinib turibdiki, p-n o‘tishda voltlarda ifodalanadigan kontakt