Yarim o’tkazgichlar taqiqlangan zonasi kengligini aniqlash ishning maqsadi

---

1 

 

 

YARIM O’TKAZGICHLAR TAQIQLANGAN ZONASI KENGLIGINI 

ANIQLASH

 

 

Ishning  maqsadi

:  Yarim  o’tkazgichlar  elektr  o’tkazuvchanligining  temperaturaga 

bog’likligini o’lchash asosida uning taqiqlangan soha kengligini tajribada aniqlash. 

 

Qisqacha nazariy ma’lumot 

Yarim  o’tkazgichli  elektronikada  eng  ko’p  qo’llaniladigan  elementlar 

Mendelyev  davriy  sistemasidagi  IV  gurux  elementlaridan  kremniy  va  germaniy 

hisoblanadi. Har qaysi germaniy va kremniy atomi 4 tadan valent elektronlariga ega 

bo’ladi.    Turg’un  8-elektronli  konfiguratsiya  hosil  qilishi  uchun  unga  4  ta  elektron 

yetishmaydi.  Bu  kamchilik  kristalldagi  4  ta  yaqin  qo’shni  atomlarning  elektronlarni 

almashish  yo’li  bilan  to’ldiriladi 

(1,a-rasm).

  Bu  rasmda  valent  bog’lanishning 

tekislikdagi panjarasi soddalik uchun keltirilgan. Aslida esa bu panjara uch o’lchamli 

bo’ladi 

(1,b-rasm).

 

 

Yarim  o’tkazgichlarning  elektr  o’tkazuvchanlik  mexanizmini  sodda  qilib 

quyidagicha  tushintirish  mumkin:  past  temperaturalarda  yarim  o’tkazgich  dielektrik 

hisoblanadi,  ya’ni  elektronlar  juft  bog’lanish  hosil  qilishga  qatnashadi  va  kristall 

bo’ylab  ko’chib  yura  olmaydi.  Ammo  temperatura  oshishi  bilan  elektronlarning  bir 

qismi  valent  bog’lanishdan  «o’zilib»  chiqadi  va  kristall  bo’ylab  erkin  harakatlanish 

imkoniyatiga  ega  bo’ladi.    Bunda,  bog’lanishda    ishtirok  etayotgan  qolgan  valent 

elektronlari  bo’sh  qolgan  bog’lanishga  ko’chib  estafetali  (bir-biriga  uzatish)  o’tish 

yo’li bilan kristall bo’ylab ko’chish imkoniyatiga ega bo’ladi 

(2-rasm).

  

 

 

 

1-rasm.

 Germaniy kristalida kovalent bog’lanishning hosil bo’lishi. 

 

 

---

2 

 

 

 

2-rasm.

 Valent elektronlarining estafetali ko’chish modeli. 

 

Bunday  qo’pol  ko’rinishdagi  tushintirishga  zamonaviy  yarim  o’tkazgichlar 

nazariyasi  o’zgacha  yondoshdi.  Bu  nazariyaga  ko’ra,  valent  elektronlari  atomlar 

o’rtasidagi  bog’lanishga  mustahkam  ravishda  lokallashgan  emas,  balkim  butunlay 

valent  bog’lanish  sistemasi  bo’ylab,  «elektron  bulutini»  hosil  qilgan  holda  ko’chib 

yuradi,  faqatgina  bu    «elektron  bulut»ning  zichligi    qo’shni  atomlar  o’rtasida  2  ta 

elektronning bo’lishiga o’rta hisobda mos keladi. Bu nuqtai nazardan qaraganda har 

bitta  valent  elektron  bir  vaqtning  o’zida  butunlay  kristallga  tegishli  bo’ladi,  ya’ni 

elektronlar  jamoalashgan  bo’ladi.  Jamoalashgan  elektronlar,  birinchidan,  ularning 

kristall  bo’ylab  ilgarilanma  harakat  tezligi  bilan,  ikkinchidan  esa  ular  ko’chib  yura 

oladigan valent «bulut»i doirasidagi fazo sohasi bilan bir-biridan farq qiladi. Shuning 

uchun  har  qaysi  valent  elektronlarining  ilgarilanma  harakat  kinetik  energiyasi  va 

panjara tugunlari bilan o’zaro ta’sir potentsial energiyasi natijasida hosil bo’layotgan 

to’liq  energiyasi  turlicha  bo’ladi.  Bu  esa  atomdagi  bitta  valent  elektroni  hosil 

qiladigan energetik sath o’rniga kristalda bir-biriga juda ham yaqin bo’lgan energetik 

sathlar sistemasi, ya’ni energetik soha paydo bo’ladi. Bu ruxsat etilgan sohaga valent 

sohasi  deyiladi.  Bunday  sohalar  boshqa  atomlar  sathlari  hisobiga  paydo  bo’ladi, 

ta’kidlaganimizdek elektronning energetik spektri elektronning taqiqlangan  energiya 

sohasi  bilan  ajralib  turuvchi  ruxsat  etilgan  energiya  sohalari  sistemasidan  iborat 

bo’ladi.  Atomlarning  qisqa  energetik  sathlarining  asta-sekin  kristallda  atomlarning 

joylashishiga  qarab  atomlarning  bir-biriga 

a  (a-atomlar  orasidagi  masofa) 

masofagacha  yaqinlashib  kelishi  bilan  energetik  sohaning  hosil  bo’lish  kartinasi  3-

rasmda keltirilgan. 

 

 

---

3 

 

 

3-rasm.

 Diskret atom sathlarida energetik sohalarning hosil bo’lishi. 

(a –kristall panjara doimiysi).