6. “Яримўтказгичлар физикаси” фанидан маъруза матнлари

1-расм. Яримытказгичларда дрейф ва диффузиявий токларни щисоблаш графиги.
рилади. Масалан, яримытказгичдаги заряд ташувчилар - электронлар концентрацияси 1-расмда кырсатилганидек х ы= йыналишида ортиб борсин. Х ы==а перпендикуляр былган ихтиёрий сиртни танлаб олиб, бу сиртдан ынг ва чапда жойлашган dx =алинликдаги 1 ва 2 =атламларда электронлар щаракатини кыриб чи=амиз. Исси=лик хаотик щаракати натижасида электронлар бир =атламдан иккинчисига ыта бошлайдилар. Щар бир электрон чапга щам, ынгга щам бир хил эщтимолликда щаракатланиши мумкин. Шунинг учун элек-тронларнинг бир =исми 1- =атламдан 2-=атламга ытади. Бинобарин, 2-=атламдаги электронлар сони 1-=атламдагига нисбатан ю=ори экан, у щолда 2 дан 1 га ытаётган электронлар о=ими 1 дан 2 га ытаётган о=имга нисбатан ю=ори былади. 1-=атламдаги электронларнинг ыртача концентрацияси n(x-dx/2) га ва 2-=атламдаги электронларнинг ыртача концен-трацияси n(x+dx/2) га тенг былади. Бу =атламлар концентрациялари фар=и =уйидагига тенг былади:
(3)
(3) ифодадан кыриниб турибдики, электронлар концентрациялари фар=и уларнинг концентрацияси градиентига пропорционал экан. Шунинг учун щам х ы= йыналишидаги диффузия натижасида юзага келган электронлар о=ими I_n шу йыналишдаги концентрация градиентига пропорционал былади:
(4)

Бу ерда, D_n-электронларнинг диффузия коэффициенти. (4)

ифодадаги манфий ишора диффузиявий о=им заряд ташувчилар концентрациясининг кам томонига =араб йыналганлигини англатади. Электронларнинг диффузиявий о=имига электронларнинг диффузиявий токи мос келади:

j_{n диф.} (5)

Умумий щолда, электронларнинг концентрацияси (x, y, z) координата функцияси деб щисобланганда диффузиявий токни =уйидагича ифодалаш мумкин:

j_{n диф.}= qD_n gradn(r)

Заряд ташувчилар концентрацияси градиенти щисобига юзага келган диффузиявий ток зарядларнинг щажмий ажра-лишига олиб келади. Ушбу ажралиш электр майдонни юзага келтиради. Ыз навбатида ушбу электр майдон электронлар дрейф токини юзага келтиради:
j_{n др} = qn E (6)

Бу ерда. -электронлар щаракатчанлиги. Яримытказгичдан ытаётган электронларнинг тыла токи диффузиявий ва дрейф токларининг йи\индиси щисобланади:

j_n = qn E + (7)

Диффузиявий ва дрейф токлари мавжудлиги туфайли яримытказгичнинг =изиган сощасидаги =ыз\алмас донор киришмавий ионларни компенсирлаш учун щаракатчан электронлар етарли былмайди. Сову= сощаларда эса орти=ча щаракатчан заряд ташувчилар юзага келади.

2-расм.

Бу эса зарядларнинг кейинги =айта та=симланишига тыс=инлик =илувчи термоэлектр юритувчи кучнинг (термоЭЮК) юзага келишига олиб келади. ТермоЭЮКнинг ишораси асосий заряд ташувчилар тури билан ани=ланади. Агар асосий заряд ташувчилар электронлар былса, у щолда яримытказгичнинг сову= сощаларидан электронларнинг кычиши щисобига манфий заряд юзага келади. Намунанинг =изиган сощасида компен-сирланмаган донор киришманинг мусбат зарядлари =олади (2-расм). Агар асосий заряд ташувчилар коваклар былса, термоЭЮКнинг йыналиши =арама-=арши былади.