Yarim o’tkazgichli asboblar

Ko‘chkisimon teshilish nisbatan keng p-n o‘tishlarda sodir bo‘ladi. Bunday o‘tishda teskari kuchlanishda elektron va kovaklar zarba ionizatsiyasi uchun yetarli bo‘lgan energiya oladilar va natijada qo‘shimcha elektron-kovak juftlar hosil bo‘ladi. Bu juftliklarning har bir tashkil etuvchisi, o‘z navbatida, elektr maydonida tezlashib, yana yangi juftlikni yuzaga keltiradi va h.k Zaryad tashuvchilarning bunday ko‘chkisimon ko‘payishi natijasida o‘tishdagi tok keskin ortadi.
Tor p-n o‘tishga ega bo‘lgan yarim o‘tkazgichlarda tunnel effektiga asoslangan tunnel teshilish sodir bo‘ladi. U_TYeS ^ U_ChYeG yetganda zaryad tashuvchilarning bir sohadan ikkinchisiga energiya sarf qilmasdan o‘tishiga imkon yaratiladi (tunnel effekti). U_ChYeGning yanada ortishi bilan shuncha ko‘p zaryad tashuvchilar tunnel o‘tishi sodir etadilar va teskari tok keskin ortib boradi.
P-n o‘tishda issiqlik teshilishi teskari tok o‘tish natijasida o‘tishning qizishi hisobiga sodir bo‘ladi. Teskari tok, issiqlik toki bo‘lib, u ortgan sari qizish ham ortadi. Bu holat tokning ko‘chkisimon ortishiga olib keladi, natijada p-n o‘tishda issiqlik teshilishi yuz beradi va u ishdan chiqadi.
Fermi satҳi. Berilgan temperaturada ҳarakatchan va qo’zғalmas zaryad tashuvchilar kontsentratsiyasi Fermi satҳi W_F ҳolati bilan aniqlanadi. Bu satҳ bir elektrongamos keluvchi jismning o’rtacha issiqlik energiyasigamos keladi. Absolyut nol temperaturadan farqli temperaturada bu satҳning to’lish eҳtimoli 0,5 ga teng.
Elektronlar va kovaklarning o’rtacha issiqlik energiyasi yarim o’tkazgich temperaturasi bilan aniqlanadi va kT ga teng, bu erda k – Boltsman doimiysi, T – absolyut temperatura. Qattiq jismda zarrachalar ҳarakatini ifodalaydigan Boltsman qonuniga asosan, n – yarim o’tkazgichdagi energiyasi W_i kichik bo’lmagan elektronlar quyidagiga teng:


(1.1)

bu erda n_n – erkin elektronlarning to’liq kontsentratsiyasi. Xuddi shunday ifodalar kovaklarni energiya bo’ylab taqsimotini ifodalaydi. (1.1) dan ko’rinib turibdiki, zarracha energiyasining ortishi bilan, zarrachalar soni keskin kamayadi.

Ikkala ishoradagi erkin zaryad tashuvchilar kontsentratsiyasi teng bo’lgan xususiy yarim o’tkazgichlar uchun Fermi satҳi taqiqlangan zonaning o’rtasidan o’tadi. Elektronli yarim o’tkazgichda elektronlarning (butun yarim o’tkazgichning) o’rtacha energiyasi yuqori bo’ladi, demak Fermi satҳi o’rtadan o’tkazuvchanlik zonasi tubi tomonga siljiydi va donor kiritma kontsentratsiyasi qancha yuqori bo’lsa, shuncha o’tkazuvchanlik zonasi tubi tomonga yaqinlashadi. R- turdari yarim o’tkazgichda Fermi satҳi taqiqlangan zona o’rtasidan valent zona shipi tomonga siljiydi va aktseptor kiritma kontsentratsiyasi qancha yuqori bo’lsa, shuncha valent zonasi shipi tomonga yaqinlashadi.
Bazi yarim o’tkazgichli asboblarda (tunnel diodlari, tunnel teshilishli stabilitronlar) ajralmagan yarim o’tkazgichlar qo’llaniladi. Bunday yarim o’tkazgichlarda Fermi satҳi ruxsat etilgan zonalarda: elektronli yarim o’tkazgich uchun – o’tkazuvchanlik zonasida, kovakli yarim o’tkazgich uchun – valent zonada joylashadi. Ajralmagan yarim o’tkazgichlar juda katta kiritma kontsentratsiyasi (10¹⁹ – 10²¹ sm^-3) ҳisobiga ҳosil qilinadilar.