|
donorlar
deyiladi.
Endi, aytaylik, germaniy kristall panjarasi atomlarining bir qismda III gurux
elementlaridan (indiy, galliy) biri joylashgan bo’lsin. U holda bunday atomlardagi 3
ta elektron kimyoviy bog’lanishga ishtirok etadi va o’z navbatida valent sohasida
kovak paydo bo’ladi. Bu kovak erkin holatda bo’lmasdan III gurux elementlari atomi
bilan bog’langan holatda bo’ladi. Haqiqatdan ham bu atom o’zining atrofida 7 ta
valent elektroni emas, balkim 8 ta valent elektroni joylashganda manfiy ion
hisoblanadi. Va xuddi donorning 5-chi elektroni o’z atomi atrofida aylanganidek bu
ionning atrofida musbat zaryadlangan zarra-kovak, manfiy zaryadlangan ion atrofida
aylanadi va o’zining zaryadini neytrallaydi. Bu kovakni erkin holatga o’tkazish uchun
kirishma atomlaridan xuddi donorli atom elektronini ionlash uchun sarflangan
energiya tartibidagi
E
a
energiya sarf qilish kerak bo’ladi. Bu energiya taqiqlangan
soha kengligi
dan anchagina kam energiya hisoblanadi. Shuning uchun germaniy
kristalini qizdirganda III gurux atomlaridan «uzib» olish hisobiga erkin kovak paydo
bo’ladi va germaniyning elektr o’tkazuvchanligi asosan kovakli o’tkazuvchanlikka
ega bo’ladi. Shunday qilib, III gurux atomlari valent sohadan elektronlarni qabul qilib
manfiy zaryadlangan ionga aylanadi va bu
aktseptor
deyiladi. Energetik
diagrammada valent sohada aktseptor sathga utgan elektronlarning energiyasi
(7,b-
9
rasm)
valent soha yuqori qismidan
E
a
energiya balandlikda joylashadi.
Shunday qilib, bir vaqtning o’zida ham elektronlar, ham kovaklar hisobiga
hosil bo’luvchi xususiy o’tkazuvchanlikdan farqli ravishda, yarim o’tkazgichlar
kirishmali o’tkazuvchanlikka asosan bitta belgili (yoki manfiy, yoki musbat) zaryad
tashuvchilar hisobiga bo’ladi: Elektronli o’tkazuvchanlikka donorli kirishmalar
bo’lganda, kovakli o’tkazuvchanlikka esa aktseptorli kirishmalar bo’lganda ega
bo’ladi. Bundan tashqari yarim o’tkazgichlar sohalar aro o’tish hisobiga paydo
bo’luvchi asosiy bo’lmagan zaryad tashuvchilar: elektronli yarim o’tkazgichlar-
kovakka, kovakli yarim o’tkazgichlar-elektronga ega bo’lishi mumkin. Ularning
kontsentratsiyasi asosiy zaryad tashuvchilar kontsentratsiyasidan juda ham kichik
bo’ladi. Shunnig uchun ularning hisobiga hosil bo’luvchi o’tkazuvchanlik asosiy
zaryad tashuvchilar hisobiga hosil bo’luvchi o’tkazuvchanlikdan ko’p marta kichik
bo’ladi.
Asosiy tok tashuvchilari elektronlar bo’lgan yarim o’tkazgichlarga elektronli
yarim o’tkazgichlar yoki
n-turdagi yarim o’tkazgichlarlar
deyiladi. Asosiy tok
tashuvchilari kovaklar bo’lgan yarim o’tkazgichlarga kovakli yarim o’tkazgichlar
yoki
p-turdagi yarim o’tkazgichlarlar
deyiladi.
Yarim o’tkazgichlardagi kirishmalar kontsentratsiyasi turli xil bo’lganda erkin
tok tashuvchilar kontsentratsiyasi
n
ning (teskari temperatura) ga bog’liqligi
8,a-
rasmda
keltirilgan.
8-rasm.
Yarim o’tkazgichlardagi asosiy tok tashuvchilar kontsentratsiyasi (a) va
elektr o’tkazuvchanligining (b) temperaturaga bog’liqligi.
8,a-rasmdagi
a-b
soha kirishma atomlarining ionlashishi hisobiga paydo bo’luvchi
10
yarim o’tkazgichlarning
kirishmali o’tkazuvchanligini
ifodalaydi. Bu sohadagi zaryad
tashuvchilar kontsentratsiyasining logarifmi
ga to’g’ri proportsional. Bu yerda
–kirishma atomlaridan zaryad tashuvchilarni «uzib» olish energiyasi.
«Kirishmali» zaryad tashuvchilar kontsentratsiyasi
n
ning birdaniga o’sishi,
kirishmalarning to’yinish temperaturasigacha T
S
(30-50 K) davom etadi. Bu
temperaturada esa kirishma atomlari to’liq ionlashgan bo’ladi, natijada,
temperaturada «kirishmali» zaryad tashuvchilar kontsentratsiyasi o’zgarmaydi va
ularning kontsentratsiyasi tahminan kirishmalar kontsentratsiyasiga
teng
bo’ladi. Sohalar aro o’tish hisobiga paydo bo’luvchi xususiy zaryad tashuvchilar
kontsentratsiyasi
( -xususiy
o’tkazuvchanlikka o’tish temperaturasi)
temperaturada kirishma atomlari hisobidan paydo bo’luvchi zaryad tashuvchilar
kontsentratsiyasiga tenglashadi.
xususiy zaryad tashuvchilar kontsentratsiyasi
kirishmalar kontsentratsiyasidan ancha yuqori bo’ladi. Temperaturaning (
s-d
) sohasi
xususiy o’tkazuvchanlik sohasiga mos keladi va uning kontsentratsiyasi (1) formula
bilan aniqlanadi.
Shunday qilib, yarim o’tkazgichlarda zaryad tashuvchilar kontsentratsiyasi
yoki elektr o’tkazuvchanlikning temperaturaga bog’liqligini o’rganish natijasida
taqiqlangan soha kengligini aniqlash uchun
s-d
sohalarda yetarlicha yuqori
temperaturalarda ishlashga to’g’ri keladi.
Shuni
alohida
qayd
etish
lozimki,
yarim
o’tkazgichlar
elektr
o’tkazuvchanligining
temperaturaga
bog’liqligi
zaryad
tashuvchilar
kontsentratsiyasining va harakatchanligining temperaturaga bog’liqligiga asoslangan.
Aynimagan,
ya’ni
kuchsiz
legirlangan
yarim
o’tkazgichlarda
harakatchanlikning temperaturaga bog’liqligining asosiy mexanizmi bo’lib, zaryad
tashuvchilarning kristall panjara tugunlaridan sochilish hisoblanadi. Temperatura
oshishi bilan issiklik tebranishlari intensivligi oshadi va bu harakatchanlikning
pasayishiga olib keladi. Ammo,
8,b-rasmdagi
Do'stlaringiz bilan baham: | 
