Радиоэлектроника асослари муҳаррир — Қ. Азимов

3.1-расм. Ковалент боғланишнинг шартли белгиси.


Бу кристаллда эркин электронлар йўқлигини аниқ кўрсатади. Уларни ҳосил қилиш (чизиқни узиш) учун ташқи энергия бериш керак. Уни турлича амалга ошириш мумкин. Масалан, кристаллни қиздириш, ёруғлик нурини таъсир эттириш ва бошқалар.
Фараз қилайлик, кимёвий соф германий кристали етарли энергияга эга бўлган зарралар билан бомбар- димон қилинаётган бўлсин. Бу ҳолда боғланиш энергиясидан катта энергия олган электронлар боғланишни узиб, эркин электронга айланади ва ўз ўрнидан узоқлашади (3.2-расм).

3.2- расм . Электрон- ковак жуфтининг ҳоснл бўлиш модели.


Бунда атомнинг электр жиҳатдан нейтраллиги бузилади ва заряди электрон зарядига тенг бўлған мусбат заряд ортиқ бўлиб қолади. Боғланишдан чиққан электрон бир вақтда икки атомга тегишли бўлади. Шунинг учун бир вақтда икки атомнинг қисман ионланиши вужудга келади. Бунда ҳосил бўладиган мусбат заряд боғланишда электрон етишмаслигини — боғланиш етишмовчилиги (дефекти) ни кўрсатадн. Уни кавак деб аталади.
Кавак — вакант (бўш) ўрин боғланишдаги қўшни электрон ёки озод бўлган эркин электрон билан тўлди- рилиши мумкин. Агар у эркин электрон ҳисобига тўл- дирилса, атомнинг электр нейтраллиги тикланади. Бу жараён рекомбинация деб аталади. Агар кавак қўшнибоғланишдаги электроннинг силжиши ҳисобига тўлса, кўчиш ўрнида янги кавак вужудга келади.
Умуман олганда боғланишдаги электроннинг боғла- ниш дефекти ўрнига ўтиши узоқ вақт ичида юз беради ва тартибсиз — хаотик характерга эга.
Агар ярим ўтказгич кристали электр майдонига жойлаштирилса, боғланишни узиб чиққан электронлар манбанинг мусбат қутби томон кўча бошлайди ва электрон токини ҳосил қилади. Бу ҳолда боғланиш де- фектларининг кўчиши ҳам йўналганлик характерига эга бўлади, яъни каваклар манбанинг манфий қутби томон ҳаракатланади ва кавак токи вужудга келади. Шуни ёдда тутиш керакки, кавак токи электронлар ҳисобига, яъни боғланган электронларнинг бир ўрин- дан иккинчи ўринга ўтиши ҳисобига вужудга келади. Шунинг учун кавакларнинг кўчиши узлукли бўлади. Лекин қулайлик учун каваклар электронлар каби эр­кин ток ташувчилар деб олиниб, ҳаракати узлуксиз деб қаралади.
Кавак токи ион токидан тубдан фарқ қилади. Чун- ки ион токи ҳоеил бўлишида электролитда ионлашган атом ёки молекула бир жойдан иккинчи жойга кўчади ва маълум миқдордаги моддани олиб ўтади. Кавак то­ки ҳосил бўлишида эса, атомлар кўчмай, ўз ўрнида қолади. Уларда навбат билан ионланиш вужудга ке­лади.
Шундай қилиб, кимёвий соф ярим ўтказгич криста- лида электрон кавак жуфтининг ҳосил бўлиши асосида икки хил ўтказувчанлик — электрон ва кавак ўтка- зувчанлиги мавжуд бўлиб, уларнинг миқдорн — бир-бирига тенгдир.
Ярим ўтказгичнинг электрон ўтказувчанлиги п— тур ўтказувчанлик (negative — манфий сўзидан олин- ган), кавак ўтказувчанлиги эса, р — тур ўтказувчанлик (positive — мусбат сўзидан олинган) деб аталади. Улар биргаликда ярим ўтказгичнинг хусусий ўтказувчанлиги дейилади.
Юқорида кўриб чиқилган ўтказувчанликни ҳосил қилиш усули рационал эмас. Чунки амалда ўтказув- чанлик турларидан бири — ё электрон, ё кавак ўтка- зувчанлиги асосий қилиб олинади. Уни соф германий (ёки кремний) кристалига бегона модда қўшиб қотиш- ма тайёрлаш йўли билан амалга оширилади. Кирити- ладиган бегона модданинг миқдори асосий кристалл миқдорига нисбатан жуда оз бўлади. Мисоллар кў- райлик.
Фараз қилайлик, германий кристалига беш валентли маргимуш (мишьяк) элемента киритилсин. Бунда би- рикма таркибида маргимуш тугунлари ҳам ҳосил бў- лади. Унинг тўртта валент электрони қўшни германий атомлари билан мустаҳкам боғланиш ҳосил қилиб, бе- шинчиси суст боғланган бўлиб қолади (3.3а-расм).