Каттик жисм

Lp Lf¡

ифода Уринли булади. Бунда Ор, й„ коваклар ва электрон- ларнииг диффузия коэффицентлари; ¿ р, — мос \олда диффузия узунликлари; р„ — ковакларнинг п - тур со\адаги, пр — электронларнинг р — тур со^адаги мувозана- тий зичликлари.

Тугри кучланиш (У>0) куйилганда ток зичлиги экспо­ ненциал ортиб боради. Тескари кучланишда (У< 0) ток жуда секин усади ва ехр(еН/&7)<< 1 булганда узининг кичик туйинган кийматига эришади. Демак р-п утиш \ам туррилаш хоссасига эга экан, яъни бир йуналишда токни яхши утказади, иккинчи йуналишда эса деярли утказмайди. р-п утишнинг кенглиги ташки кучланишга куйидагича богланган.
1
г((рр_п - е У ) N a + N a
Z ( V ) = _{2пе‘ N d N a} ^(11.72)
р-п утишнинг \ ш c h f h m h булиб, унинг киймати ташки кучла­ нишга боглик:


_{с =} ее2________
Ы < Р р .„- е У +

Ушбу ифодалар кучланиш тушиши р-п утишда солир булаётган доллар учун уринлилир. Кичик кучланишларда бу шарт бажарилади.

Шундай килиб р-п утиш узгарувчан кучланишни тугрилаш ва электр сигимни кучланиш билан бошкариш хоссаларига эга экан. Ушбу ва яна бошка бир катор хосса- лардан фойдаланган \олда \озир ярим утказгичлардан жуда куп асбоблар тайсрланмо^па. Мураккаб интеграл микро- схемаларида р—п утишлар асосий элементлар булиб хизмат Килади.
Саволлар ва масалалар
1. Ярим утказгичларнинг кандай турлари мавжуд?
2. Ярим утказгичларнинг энергетик зоналари тузилишини тушунтиринг.
3. Ярим угказгич хоссаларига киришмалар кдндай таъсир
курсатади?
4. р—п утишнинг тугрилаш хоссасини тушунтириб беринг.
5. Температураси 400 К булган хусусий ярим утказгичда электронлар зичлиги и=!,38 1015 см '3. Электрон ва ковак- ларнинг эффектив массалари купайтмасини топинг. Та^иКтПанган зона кенглиги £¿=0,785-4 10'4. Т (э В) конуният буйича узгаради.
6. Энергияси Е(к)~ЕсЦ Ь к)2/2т* ифода билан ани1ушнган
бир улчовли, айнимаган электрон гази учун \олатлар зичлиги #(£) топилсин.
7. Бор (В ) атоми киритилган (№=10|7спг3) кремнийдаги
коваклар зичлиги топилсин. Т=Ъ00°К, т р*=0,59 /и,„ цр=Ю0 сгг^Вс'1 ва &>=!. Бор атомлари учун £>+0,045 эВ.



8. Ярим утказгичдаги электронлар зичлиги 7’=400°К да
//=1,30 10‘ 16 см-3, 7’=350°Л'да //=6,2 Ю^^см-3 булса, та^ик^анган зона кемглиги Е^ ни аник^анг. Ем температура га чизик,ий бокланган деб \исобланг.
9. Тоза германийдаги электронлар \аракатчанлш и 7=300°/Г да цп=3800 с м ^ 'с 1. ///„*=0,55т0 ва М= йГ3'2 б?лса, германийнинг Т=30°К даги солиштирма к,аршилигини топинг.
£<=0,785-4.10"4Т конуният буйича узгаради, ^/^=2,1 ва о - доимий катталик деб олинсин.


Д И Э Л Е К Т Р И К Л А Р
Диэлектрик сузи юнонча dia — орцали ва инглизча elektrik — электр сузларидан тузилган.
«Диэлектрик» атамасини Фарадей электр майдон киради-
ган моддаларни аташ учун киритган. Диэлектриклар электр токини ёмон утказади. Ионланмаган барча газлар, баъзи бир суюкликлар ва каттик жисмлар диэлектриклар булади. Метал- ларнинг солиштирма электр утказувчанлиги а 10х-106 Ом 'м 1 тарти&ида, диэлектрикларники эса Ю 10- 10“15 О м 1м '1 тарти- бида булади. Бу тафовутни классик физика металларда эркин электронлар булади, диэлектрикларда эса барча электронлар богланган булиб, уларни электр майдон Уз атомларидан ажратиб ололмайди, балки бироз силжитади деб тушунтирар эди. Катгик жисмларнинг квант физикаси (V бобга каранг) электронлар энергия зоналарининг турлича тулдирилганлигидан каттиК жисмларнинг электр, оптик ва бошка куп хоссалари келиб чикишлигини тушинтириб бера олди. Хусусан диэлектрикларда валент зоналар тУла тулдирилган булиб, уларнинг юкррисидаги буш зона тулдирилган зпнялан анча юцорида жойлашган, тула тулдирил1ан зона электронлари электр утказувчанликаа катнаша олмайди, уларнинг буш зонага утиб олиб, утказувчанликяа цатнаша олиши учун енгиб утилиши зарур булган энергетик тусик (таки клан ган зона кенглиги) анча кагга, бундай утиш им- конияти, одатда жуда кичик, шунинг учун диэлектриклар электр токини деярли утказмайди. Уларда электр майдон электронлар зичлигини Крита таксимлайди(атом ва молекулалар ичида элек- тронларни силжитади) - кутбланиш *одисасини юзага келти-
ради.
Зоналар назариясига асосан, диэлектриклар билан
яримутказгичлпр орасидаги фарк юкориги тулдирилган зона билан буш зона орасидаги такикланган зона кенглигининг \ар




хил булишлигидам иборат. Ярпмутказгичларда £#<ЗэВ, ди- электрнкларда /Г#>3 эВ дсб шартли \нсобланадн.
Диэлектрикларда зарядларнинг эркпн кучиши мумкин
булмаганлиги туфайли унннг ичкарисша етарлича кучли ташки электр майдонллр кира олади. Бунда кристалл панжа- расининг даврий электр майдонига кушнмча (ташки) майдон кушилганда учта му\им \олат диэлсктрикнинг ички тузили- шининг (электронлар ва ионлар вазиятларннинг) узгаришини аннклаш имконини бериши мумкин.
Агар диэлектрик намунасини стати к электр майдонга (ма- салан, конденсатор нластиналари орасидаги майдонга) жой- лаштирилса, кристалл нинг стати к диэлектрик сингдирувчаи-
лиги Ро ни аник^аб, кристаллиинг ички тузилиши узгариши
^акида му\им мачлумот олиш мумкин. еу ни микроскопик на- зария \нсоблайди.
Диэлектрикнинг оптик хоссаларини, яъни унинг юкори
гакрорийликли электромагнит майдон билан узаро таъсирини ани^гсаш учун диэлектрик сингдирувчанликнинг такрорийлик- ка богланиитни, яъни Е = е ( ш ) н и \исоблаш зарур. Бундам син- дириш кУрсаткичи п=>/е ни аник^аш мумкин.
Ионлар крнсталларида \атго ташки майдонлар
булмаганида \ам ионлар орасида узок таъсмр электростатик кучлар мавжуд булиши мумкин. Бу кучлар панжара узининг мувазанатий шаклига нисбатан деформацияланиши (масалан, атомлар тебранишлари) окибатида пайдо булиши мумкин.
Мазкур масалаларии тадкикутаища му\ит учун сзилган
Максвелл тсмгламаларидан фойдаланиш кулайдир. Ксйин ка!тик жисмдаги ма\аллий майдонларни мухокамага киритиб, ташки майдон таъсирида кутбланиш \одисаларини атомлар савиясида басн килииади.
12.1. Диэлектрнкларга оид асосий тушунчалар ва катталиклар
Маълумки, классик электродинамика му\итлардаги элек­ тромагнит \одисаларни, ташки майдомдан ташкари, яна му\ит хоссаларини ифодаловчи тушунча ва катгаликлар ёрдамида
гадки к килган.