Fizika fani mavzularini o’qitishda interfaol usullarning qo’llanilishi

Yarimo’tkazgichlarda xususiy elektr o’tkazuvchanlik
Kristall yarimo’tkazgichning qo’shni atomlari o’zaro valent (tashqi) elektronlar bilan bog’langan .Ikki elektronli bog’lanish( bunday bog’lanishni kovalent bog’lanish deyiladi ) eng mustahkam bog’lanish hisoblanadi . Bunda har ikki atom tashqi elektron qatlamlarida ikkitadan umumiy elektron bo’ladi . Masalan ,yarimo’tkazgichlar texnikasida katta ahamiyatga ega bo’lgan Ge germaniyni olaylik . U to’rt valentli bo’lib , atomi to’rtta tashqi elektronga ega . Har bir atom o’ziga qo’shni bo’lgan to’rtta atom bilan shu elektronlar orqali bog’langan :valent elektronlarning har biri ayni vaqtda to’rtta qo’shni atomlardan biriga tegishlidir . 1-rasmda germaniy atomlari orasidagi elektron bog’lanishlarning tekislikdagi sxemasi ko’rsatilgan . Rasmda nuqtalar bilan valent elektronlar tasvirlangan .Absolut nol temperaturada va hech qanday tashqi ta’sir (isitish , yoritish va hokazo ) bo’lmaganda bunday tuzilishga ega bo’lgan kristall dielektrik hisoblanadi , chunki unda hech qanday tok tashuvchilar mavjud emas .Lekin tashqi energiya berish orqali valent elektronlarni atomdan uzib ,erkin elektronlarga aylantirish mumkin . Elektr maydon bo’lmaganda ular metallardagi erkin elektronlar kabi xaotik harakat qiladi . Elektr maydon ta’sirida esa elektronlar maydonga qarama-qarshi yo’nalishda harakatlanib yarimo’tkazgichda tok hosil bo’ladi . erkin elektronlarning harakatidan yuzaga keladigan o’tkazuvchanlik elektron o’tkazuvchanlik yoki n-tip o’tkazuvchanlik deyiladi.
Biroq yarimo’tkazgichlarda o’tkazuvchanlik elektronlari yordamida zaryad ko’chirish jarayonidan tashqari elektr o’tkazuvchanlikning boshqa mexanizmi ham mavjud . Gap shundaki uzib olingan elektronning sobiq bog’lanish sohasidan ketishi shu sohada elektron zaryadiga kattalik jihatdan teng bo’lgan musbat zaryad ,,teshik” ning paydo bo’lishiga olib keladi (1-rasmga qarang doiracha bilan ,,teshik” tasvirlangan ). Shunday qilib elektron ozod bo’lishi bilan bir vaqtda teshik hosil bo’ladi . Uzilgan bog’lanish qo’shni bog’lanishning ixtiyoriy bog’langan elektron hisobiga tiklanishi mumkin .
Uzilgan bog’lanishlar (teshiklar) mavjud bo’lganda yarimo’tkazgichda bog’langan elektronlarning bir qo’shni bog’lanishdan ikkinchisiga va , ayni vaqtda , teshiklarning elektronlar harakatiga qarama-qarshi yo’nalishda o’tishlari (sakrashlari)boshlanadi
Tashqi elektr maydon bo’lmaganda bunday o’tishlar xaotik tarzda ro’y beradi . Agar yarimo’tkazgichni elektr maydonga kiritsak , xaotik xarakat tartiblashib , bog’langan elektronlar matdonga qarshi , teshiklar esa maydon bo’ylab ko’chadi (2-rasm , bu yerda nuqtalar bilan elektronlar , doirachalar bilan bo’sh o’rinlar –(teshiklar tasvirlangan).
Teshiklarning tartiblashgan harakati yarimo’tkazgichda tok hosil qiladi . Teshiklarning ko’chishi bilan bog’liq bo’lgan o’tkazuvchanlik teshikli o’tkazuvchanlik yoki p-tip o’tkazuvchanlik deyiladi .
Teshiklar elektronning ozod bo’lishida hosil bo’lgani uchun yarimo’tkazgichdagi teshiklar soni erkin elektronlar soniga teng bo’ladi . Tajriba va hisoblashlar erkin elektronlar va teshiklarning taxminan bir xil tezlik bilan harakatlanishini ko’rsatadi . Shuning uchun yarimo’tkazgichdagi tok ayni vaqtda ham elektron , ham teshikli o’tkazuvchanlikdan vujudga keladi . Bunday elektron -teshikli o’tkazuvchanlik yarimo’tkazgichning xususiy o’tkazuvchanligi deyiladi . Sof yarimo’tkazgichda xususiy o’tkazuvchanlik bo’ladi . Sof yarimo’tkazgichning solishtirma elektr o’tkazuvchanligi quyidagiga teng : =e(n_eb_e+n_eb_e),
Bu yerda :n_e,n_p- mos ravishda, erkin elektronlar va teshiklar konsentratsiyasi , b_e,b_p-elektron va teshiklarning harakatchanligi , e-elektron zaryadi.