6. “Яримўтказгичлар физикаси” фанидан маъруза матнлари

1.8. Яримўтказгичларда эркин заряд ташувчилар.
1.8.1.Ўтказувчанлик электронлари ва коваклари

Юқорида кўриб ўтилганидек, мутлақ нолдан фарқли темпера-тураларда электронларнинг иссиқлик таъсирида уйђониши ва улар-нинг валент зонадаги ҳолатдан ўтказувчанлик зонасидаги ҳолатлар-дан бирига ўтиши маълум эҳтимолликка эга. Худди шунингдек, электрон донор аралашма сатҳидан ўтказувчанлик зонасига ёки ва-лент зонадан акцептор киришмаси сатҳига ўтиши ҳам мумкин (1.15-1.17-расмларга қаранг).

¡тказувчанлик зонасидаги ҳолатлардан бирида турган электрон ўзини эркин заряд ташувчидек намоён этади, зеро бу зонадаги ҳо-латлар квазиузлуксиз (деярли узлуксиз) бўлгани учун, электроннинг ҳолати жуда кичик электрик майдон таъсирида ҳам ўзгариши мум-кин. Бундай электронлар ўтказувчанлик электронлари деб аталади.
Хусусий яримўтказгич валент зонасидаги электронлар тизими-дан бир нечтаси ўтказувчанлик зонасига ўтиб кетса, бу тизимда электронларнинг вакант (бўш) ҳолатлари юзага келади. Бундай ша-роитда яримўтказгичга ташқи электрик майдон берилса, валент электронлар бу майдонга мос йўналишда кўчиб шу вакант ҳо-латларга ўтишлари мумкин. Шундай қилиб, ташқи электрик майдон бутун валент электронлар тизимининг ҳолатини ўзгартиради, яъни вакант ҳолатларнинг кўчишини юзага келтиради. Яъни, валент зо-нада ҳам ўзига хос эркин заряд ташувчилар пайдо бўлади.
Бундай эркин заряд ташувчиларнинг ўзига хос хусусиятлари шундан иборатки, валент зонадан ўтказувчанлик зонасига ўтган электронларнинг сони қанча бўлса, заряд ташувчилар сони ҳам шун-ча бўлади. Иккинчидан, бу эркин заряд ташувчиларнинг заряди электрон зарядига тенг ва ишораси жиҳатдан унга тескари, яъни мусбат ишоралидир. Нормал валент электронларнинг тўла бўлмаган тизими хусусиятини тўла равишда ифодаловчи бундай зарралар сони яримўтказгич валент зонасидаги вакант ҳолатлар сонига тенгдир. Бундай квазизарра ўтказувчанлик коваги деган ном билан юрити-лади.


1.8.2. Эркин заряд ташувчиларнинг асосий хоссалари

Биз юқоридаги мавзуларда ўтказувчанлик электронлари ва ко-ваклар ҳақида кўп тўхталган эдик. Энди уларнинг асосий тавсифно-малари билан яқиндан танишайлик.

¡тказувчанлик электронлари билан ковакларнинг зарядлари миқ-доран ўзаро тенг, ишора жиҳатдан эса тескаридир, яъни ва . Улар турли хил самаравий-m_n ва m_p массаларга эга. Улар _n ва _p-ўртача яшаш вақтлари давомида мав-жуд бўладилар. Уларнинг ҳаракати эркин югуриш йўллари-l_n ва l_p, ҳаракатчанликлари _n ва _p, диффузия йўли узунликлари L_n ва L_p лар билан тасифланади. ¡тказувчанлик электронлари ва коваклар-нинг яримўтказгичдаги концентрацияси температурага, киришмавий атомлар концентрациясига, электрик майдон кучланганлигига, ярим-ўтказгичга таъсир кўрсатаётган ёруђлик ёки бошқа ташқи омиллар-нинг жадаллигига бођлиқ.