Yarim o‘tkazgich materiallar Reja: Yarim o’tkazgich materiallar. Xususiy va kirishmali yarim o’tkazgichlar

Download 235,05 Kb. bet 3/6 Sana 01.06.2022 Hajmi 235,05 Kb. #625792

Bog'liq
1. Yarim o’tkazgich materiallar. Xususiy va kirishmali yarim o’t

Kristall tuzilishi
300K (Å) da panjara doimiysi.
C		Uglerod Carbon (diamond)				D		3,56683
Ge		Germaniy Germanium				D		5,64613
Si		Kremniy Silicon				D		5,43095
Sn		Olovo Grey tin				D		6,48920
SiS		Kremniy karbidi Silicon carbide				W		a=3,086; s=15,117
AlAs		Alyuminiy arsenidi Aluminum arsenide				Z		5,6605
AlP		Alyuminiy fosfidi Aluminum phosphide				Z		5,4510
AlSb		Alyuminiy antimonidi Aluminum antimonide				Z		6,1355
BN		Bor nitridi Boron nitride				Z		3,6150
BP		Bora fosfidi Boron phosphide				Z		4,5380
GaAs		Galliy arsenidi Gallium arsenide				Z		5,6533
	GaN		Galliy nitridi Gallium nitride				W		a=3,189; s=5,185
	GaP		Galliy fosfidi Gallium phosphide				Z		5,4512

Yarim o‘tkazgichlar xususiy va aralashmali yarim o‘tkazgich guruhlariga bo‘linadi.

T=0 K da xususiy yarim o‘tkazgichlarning valent zonasi elektronlar bilan butunlay to‘lgan bo‘ladi, bu holda yarim o‘tkazgich sof dielektrik bo‘ladi. Agar temperatura T0 K bo‘lsa, valent zonaning yuqori sathlaridagi bir qism elektronlar o‘tkazuvchanlik zonasining pastki sathlariga o‘tadi (1-rasm). Bu holda elektr maydoni ta’sirida o‘tkazuvchanlik zonasidagi elektronlarning xolati o‘zgaradi. Bundan tashqari valent zonada hosil bo‘lgan bo‘sh joylar xisobiga ham elektronlar o‘z tezligini o‘zgartiradi. Natijada yarim o‘tkazgichning elektr o‘tkazuvchanligi noldan farqli bo‘ladi, ya’ni sof yarim o‘tkazgichda erkin elektron va teshik vujudga keladi.
Elektr maydon ta’sirida butun kristall bo‘ylab elektronlar maydonga teskari yo‘nalishida, teshiklar esa maydon yo‘nalishda harakatga keladi. Bunday elektr o‘tkazuvchanlik faqat sof yarim o‘tkazgiyalar uchun xos bo‘lib, uni xususiy elektr o‘tkazuvchanlik deyiladi.
O‘tkazuvchanlik zonasidagi elektronlar va valent zonasidagi kovaklar, ya’ni elektronini yo‘qotgan bo‘sh joylar, Fermi-Dirak taqsimotiga bo‘ysunadi:

Xususiy yarim o‘tkazgichlar uchun o‘tkazuvchanlik zonasidagi elektronlarning konsentratsiyasi valent zonadagi kovaklarning konsentratsiyasiga teng: n=r. Konsentratsiyalarni hisoblash uchun E energiyani o‘tkazuvchanlik zonasining tubiga nisbatan o‘lchaymiz (E_s = 0).
O‘tkazuvchanlik zonasi tubidan dE energiya intervalini ajrataylik (E, E+dE). Bu sohada joylashgan elektronlar Fermi-Dirak statistikasiga bo‘ysunadi va ularni energiya bo‘yicha taqsimlanishi quyidagi ko‘rinishda yoziladi,
Odatda xususiy yarim o‘tkazgichlar uchun va maxrajidagi 1 ni hisobga olmasa ham bo‘ladi. U holda

Bu ifodani 0 oralig‘ida integrallab quyidagini hosil qilamiz
Xuddi shunga o‘xshash amallarni bajarib valent zonasidagi kovaklarning konsentratsiyasi uchun

ifodani hosil qilish mumkin.

Formulalardan, n=r ni inobatga olib, Fermi sathi energiyasining qiymatini topamiz:

Formulaning ikkinchi hadi, birinchisiga nisbatan juda kichik bo‘lgani uchun deb olish mumkin.
Demak, xususiy yarim o‘tkazgichlarda Fermi satµi (E) taqiqlangan zonaning o‘rtasida joylashadi.
Yarim o‘tkazgichning o‘tkazuvchi va valent zonalaridagi elektron va kovaklar zaryad tashuvchilardir. Ma’lumki, o‘tkazuvchanlik zaryad tashuvchilarning konsentratsiyasiga proporsional bo‘ladi, u holda xususiy yarim o‘tkazgichlarning elektr o‘tkazuvchanligi  harorat ortishi bilan ortadi va quyidagi qonuniyat bo‘yicha o‘zgaradi
=_{e +} _k yoki =₀ exr (-E/2kT).

Download 235,05 Kb.

Do'stlaringiz bilan baham: