Yarimo’tkazgichlar moddalarning ajoyib turi bo’lib, ular o’ziga xos xususi-yatlari bilan boshqa moddalardan ajralib turadi

Xususiy elektr o‘tkazuvchanligiga ega yarimo’tkazgich

Yarimo'tkazgichlar elektronikasining ko'p qismi kremniy materiali asosida tayyorlanadi. Sof (kirishmalarsiz) kremniyning soddalashtirilgan kristall panjarasi-ning modeli 6.3, a-rasmda va zonalar energetik diagrammasi 6.3, b-rasmda keltirilgan. Yarimo'tkazgich kristalida kirishmalar va kristall panjara tuzilmalari nuqsonlari bo'lmasa, u xususiy yarimo’tkazgich deb ataladi, va i (intrinsic) harfi bilan belgilanadi.

Xususiy kremniy kristali atomining to'rt valent elektroni qo'shni atomlarning to'rt valent elektronlari bilan bog'langan holda mustahkam sakkiz elektronli qobiq (to'g'ri chiziqli) hosil qilishi 6.3, a-rasmdan ko'rinib turibdi. Bunday yarimo'tkaz-gichda 0 К haroratda erkin zaryad tashuvchilar mavjum emas. Shuning uchun uning elektr o’tkazuvchanligi σ nolga teng. Shunday bo'lishiga qaramasdan, haro-rat ortishi bilan yoki yarimo'tkazgich kristali yoritilganda kovalent bog'lanishlar-ning bir qismi uzilib valent elektronlar o'tkazuvchanlik zonasiga o'tishi uchun yetarli bo'lgan energiya oladilar (6.3, b-rasm). Natijada valent elektron erkin zaryad tashuvchiga aylanadi va elektr kuchlanish berilganda tok hosil bo'lishida qatnashadi.

6.3-rasm. Xususiy kremniyda erkin zaryad tashuvchilarning paydp bo’lishi.

Atomdan elektron ketishi natijasida atom qo'zg'almas musbat ionga aylanib qoladi. Bir vaqtning o'zida valent zonada bo'sh sath hosil bo'ladi va valent elektronlarda o'zining energiyasini o'zgartirish imkoniyati tug'iladi, ya’ni valent zonaning ruxsat etilgan bir sathidan boshqasiga o'tish imkoniyati ochiladi.

Valent zonadagi to'ldirilmagan energetik sath yoki erkin valent bog'lanish kovak deb ataladi. Kovak qiymati bo'yicha electron zaryadiga teng bo'lgan musbat zaryadli erkin zaryad tashuvchidir. To'ldirilmagan energetik sathlardagi kovaklar-ning ko'chishi valent elektronlar tizimi harakatiga qarama-qarshi bo'ladi.
Shunday qilib, atomlar orasidagi kovalent bog'lanishlarning uzilishi bir vaqt-ning o'zida erkin elektron va kovak juftligining hosil bo'lishiga sabab bo'ladi. Bu jarayon zaryad tashuvchilar generatsiyasi deb ataladi. Agar bu jarayon issiqlik ta’sirida amalga oshsa, u termogeneratsiya deyiladi.
Zaryad tashuvchilar generatsiyasi natijasida hosil bo'lgan elektron va kovaklar yarimo'tkazgich hajmida xaotik harakatlanib, yashash vaqti deb ataluvchi ma’lum vaqt davomida yashaydilar. Shundan so'ng erkin elektron atomlar orasida bo'sh qolgan bog'ni to'ldiradi va bog'langan holatga o'tadi. Bunda elektron-kovak juftlik yo'qoladi. Ushbu jarayon rekombinatsiya deb ataladi.
Erkin zaryad tashuvchilar yarimo'tkazgich hajmida xaotik harakat qilishi natijasida kristall panjara tugunlaridagi atomlar bilan to'qnashib, o'z harakat yo'na-lishi va tezligini o'zgartiradi. Shu sababli elektronning kristaldagi massasi m_n uning bo‘sh fazodagi massasi m₀ dan farq qiladi. m_n massa o'tkazuvchanlik elektronining effektiv massasi deyiladi. Kovaklarning effektiv massasi m_p elektronlarning effek-tiv massasi m_n ga nisbatan katta. Masalan, kremniyda m_n=0,28m₀, m_p=0,59m₀ tash-kil etadi.
Yarimo'tkazgichning solishtirma elektr o'tkazuvchanligi qiymati birlik hajm-dagi zaryad tashuvchilar soni, ya’ni konsentratsiyasi bilan aniqlanadi. Xususiy yarimo'tkazgichda elektronlar konsentratsiyasi kovaklar konsentratsiyasiga teng bo’ladi.