Kurs ishi Ilmiy rahbar : A. Qo’chqorov Imzo: Topshirdi: M. Minavvarova Imzo: mundarija

I BOB.

YARMO’TKAZGICHLARDA O’TKAZUVCHANLIK 1.1.Yarimo’tkazgichlarda o’tkazuvchanlik

O’tkazgichlar guruhiga metallar va elektr o’tkazuvchanligi 10⁵  10⁶ Om^-1 sm^-1 bo’lgan materiallar kiradi.

Elektr o’tkazuvchanligi 10^-1010^-15 Om^-1 sm^-1 tartibda bo’lgan materiallar dielektriklar yoki izolyatorlar guruhini tashkil etadi. Yarim o’tkazgichlar guruhiga esa elektr o’tkazuvchanligi 10⁵10^-10 Om^-1 sm^-1 bo’lgan barcha materiallar kiradi.

Yarim o’tkazgichlar o’zlarining solishtirma elektr qarshiliklari bo’yicha Yarim o’tkazgichlarning fanda o’rganila boshlaganidan buyon, hozirgi kunda yarim o’tkazgichli asbob yoki qurilmalar qo’llanilmaydigan sohaning o’zi yo’q.

Qattiq jismlar o’zlarining elektr o’tkazuvchanlik xususiyatlariga ko’ra o’tkazgichlar, dielektriklar va yarim o’tkazgichlarga bo’linadi.

O’tkazgichlar bilan izolyatorlar o’rtasidagi oraliq holatni egallaydi. Yarim o’tkazgichlarning tok o’tkazuvchanligi tashqi sharoitlarga (haroratga, yoritilganlikka) ham bog’liq.

Yarim o’tkazgichlar elektr o’tkazuvchanlik xususiyati metallarnikidan sifat jihatidan farq qiladi.

Ular quyidagilar:

a) oz miqdordagi aralashmaning o’tkazuvchanlikka kuchli ta’sir etishi;

b) o’tkazuvchanlik xarakteri va darajasining haroratga bog’liqligi;

v) o’tkazuvchanlikning tashqi kuchlanishga kuchli bog’liqligi.

Yarim o’tkazgichlarning elektr o’tkazuvchanligi zonalar nazariyasi yordamida tushuntiriladi. Zonalar nazariyasiga ko’ra, yarim o’tkazgichlarda erkin elektronlardan tashqari yana «teshik»lar deb ataladigan tok tashuvchilar ham mavjud. «Teshik»lar elektronlarning kristall panjaradan chiqib ketishi tufayli hosil bo’lgan bo’sh o’rinlar – vakansiyalardir. Teshiklar atomdan atomga uzatilishi mumkin. Bu esa musbat zaryadning ko’chishi deb ataladi. Zonalar nazariyasida energetik tasavvurdagi fazoda, faqat erkin teshiklar harakat qiladigan valent zona, faqat erkin elektronlar harakat qiladigan o’tkazuvchanlik zonasi va ularning o’rtasida esa taqiqlangan zona mavjud deb qaraladi.

Mana shu tariqa taqiqlangan zonaning kengligi har xil yarim o’tkazgich materiallar uchun har xil. Masalan, germaniy uchun E_g=0,7 eV, kremniy uchun E_g=1,1 eV, galliy arsenid uchun esa E_g=1,45 eV,ga teng.

Sof yarim o’tkazgichda erkin elektron va teshiklar soni juda kam (lekin ular o’zaro teng). Shuning uchun bunday yarim o’tkazgich elektr tokini yomon o’tkazadi. Yarim o’tkazgichlarning o’tkazuvchanligini oshirish uchun ularga juda kam miqdorda aralashma kiritiladi. Masalan, agar 4 valentli kremniy kristalliga 5 valentli aralashma (surpma, alyuminiy, galliy) kiritilsa, kristallda erkin teshiklarning soni keskin ortib ketadi va kremniy teshik o’tkazuvchanlikka ega bo’lib qoladi.

Kremniyga 0,001 % bor atomlarining kiritilishi, uning o’tkazuvchanligining 1000 barobar ortishiga olib keladi.

1-rasm. Kremniy va germaniyning kristal panjarasi.

Yarim o’tkazgichda ortiqcha erkin elektronlarni hosil qiluvchi aralashma donor deb atladi (2-rasm). Bunday elektron o’tkazuvchanlikka ega bo’lgan o’tkazgichning o’zi esa n-tip (lotincha negative – manfiy) yarim o’tkazgich deyiladi. Yarim o’tkazgichda ortiqcha teshiklarni hosil qiluvchi aralashma esa aksteptor deb ataladi. Bunday yarim o’tkazgich esa p-tipdagi yarim o’tkazgich (lotincha positive – musbat) deb ataladi (3-rasm).