Ma’ruza №7 Yarim o‘tkazgichli materiallarning xossalari

7.1 – rasm. Yarimo’tkazgichni turli kirishma konsentratsiyasiga ega bo’lganini haroratga bog’liqligi

Solishtirma o’tkazuvchanlikni yarimo’tkazgichda harorat ortishi bilan ortishi, past harorat sohasida zaryadni erkin tashuvchilarini konsentratsiyasini ortishi bilan bog’liq, bunda T kirishmani ionlanishi hisobiga bo’ladi (39 - rasmni ab, de,klbo’laklari).

Egri chiziqni kirishma bo’lagidagi qiyalik kirishma konsentratsiyasiga bog’liq. Kirishmadagi atomlarni konsentratsiyasi ortishi bilan yarimo’tkazgichda absissalar o’qidagi egri chiziqni og’ishi kamayadi va u yuqoriroqda joylashadi. Bu shu bilan tushuntiriladiki, kirishmali o’tkazuvchanlik sohasidagi to’g’ri chiziqni og’ishi kirishmani ionlashish energiyasi bilan aniqlanadi. Kirishmani konsentratsiyasi ortishi bilan ionlashtirish energiyasi kamayadi va shunga mos ravishda to’g’ri chiziqni og’ishi kamayadi.
Haroratni ortishi bilan kirishmani tugashi boshlanadi – uni to’liq ionlashuvi. Xususiy elektr o’tkazuvchanlik esa sezilarli namoyon bo’lmaydi. Ushbu sharoitlarda erkin zaryad tashuvchilarni konsentratsiyasi haroratga bog’liq bo’lmaydi va yarimo’tkazgichning solishtirma o’tkazuvchanligining haroratga bog’liqligi, zaryad tashuvchilarni harakatchanligini haroratga bog’liqligidan aniqlanadi. Haroratni keyinchalik ortishi natijasida solishtirma o’tkazuvchanlikni keskin ortishi elektr o’tkazuvchanlikni hususiy sohasiga mos keladi.
Kuchli elektr maydonlarida Om qonunini chiziqliligi buziladi j = σЕ.
Elektr maydoni kuchlanganligini minimal qiymatidan boshlab tokni kuchlanishga bog’liqligini chiziqli bajarilmagan qismi kritik deyiladi. Bu chegara keskin va ma’lum bo’lmaydi va yarimo’tkazgichning tabiatiga, kirishma konsentratsiyasiga, atrof muhit haroratiga bog’liq bo’ladi. Chunki solishtirma o’tkazuvchanlik erkin zaryad tashuvchilarni konsentratsiyasi, ularni harakatchanligi bilan aniqlanadi, qiymatlardan loqal biri elektr maydoni kuchlanganligiga bog’liq bo’lganda, Om qonunining chiziqliligi buziladi.
Agar erkin zaryad tashuvchilarni tezligini absolyut qiymati tashqi maydon ta’sirida ularning o’zaro to’qnashuvini o’rtacha yo’li issiqlik tezligi bilan o’lchamli bo’lsa, zaryad tashuvchilarni harakatchanligi elektr maydoniga bog’liq bo’ladi. Shunda u atrof muhit haroratiga bog’liq ravishda ortishi yoki kamayishi mumkin. Kuchli elektr maydonini ta’siri erkin zaryad tashuvchilarni konsentratsiyasini ancha oshishiga olib keladi.
Tashqi elektr maydoni ta’sirida yarimo’tkazgichdagi E kuchlanganlikda, uning energetik sohasi qiyalik bo’lib qoladi. 7.2 rasmda kuchli elektr maydonida yarimo’tkazgichni energetik sohalari ko’rsatilgan.