O’zbekiston Respublikasi Oliy O’rta talim vazirligi Berdaq nomidagi Qoraqalpoq Davlat Universiteti Fizika fakulteti elektr energetika kafedrasi

Erkin zaryad tashuvchilarning muvozanat holatdagi
konsentratsiyasi
Absolut noldan farqli temperaturalarda yarimo'tkazgichda elektronkovak juftliklarining generatsiya va rekombinatsiyasi hamda kiritmalar atom larining ionlashuvi va neytrallashuvi sodir bo'ladi. Bunda elektronlar W energiyali u yoki bu energetik sathlarni egallaydilar. M uvozanat holatda ( ^ const ) o'tkazuvchanlik elektronlari va kovaklarining o'zgarmas konsentratsiyalari yuzaga keladi. Kvant statistikasiga muvofiq elektron W energiyali sathni to'ldirish ehtimolligi Fermi-Dirak taqsimot qonuniga ko'ra aniqlanadi.
Ushbu qonunda к — Bolsman doimiysi, T — tizimning absolut
tem peraturasi, WF — Fermi sathi energiyasi. W =W Fboiganda
f(W F)= 0,5 ekanligi ko‘zga tashlanib turibdi. Mos ravishda, \ l-f(W )\ ifoda valent zonadagi W energiyali sa thning t o ‘ldirilm aslik ehtimolligini, ya’ni kovak hosil bo'lish ehtimolligini anglatadi. O'tkazuvchanlik zonadagi elektronlar konsentratsiyasi n va valent zonadagi kovaklar konsentratsiyasi p quyidagi ifodalardan foydalangan holda topiladi.
Bunday yarimo'tkazgichlar aynimagan yarimo'tkazgichlar deb
ataladi. Agar yarimo'tkazgichda Fermi sathi 2kT ga yaqin bo'lib,
zonalar chegaralari yaqinida yoki zonalar ichida joylashsa, faqat
ifodadan foydalanish kerak. Bunday yarim o'tkazgich aynigan
yarimo'tkazgich deb ataladi. Yarimo'tkazgichlarda aynish kiritmalar konsentratsiyasi juda yuqori (1019 — 1020 sm-3) bo'lganda sodir bo'ladi. Aynigan yarimo'tkazgichlar, xususan, tunnel diodlarni hamda tunnel teshilishga ega stabilitronlarni hosil qilishda ishlatiladi.
Kiritmaliyarim o'tkazgichlar daelektronlar va kovakl r
konsentratsiyasini (1.10) va (1.11) ifodalar yordamida topish uchun Fermi sathining energiyasini bilish zarur. Lekin shunday bo‘lishiga qaramasdan, (1.13) dan tashqari, lokal elektr neytrallik shartidan kelib chiqadigan tenglikdan foydalanilsa, qiyinchilik bartaraf etilishi mumkin. Zaryadlarning saqlanish qonuniga muvofiq yarimo‘tkazgich elektr neytral bo'lishi, ya’ni yarimo'tkazgichdagi barcha zaryad tashuvchilar yig‘indisi nolga teng boMishi kerak. Shuning uchun lokal elektr neytrallik sharti umumiy ko'rinishda quyidagicha yoziladi.