Ўзбекистон республикаси олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги тошкент Давлат Техника университети

Oddiy electron yarim otkazgichlar

Element	Mendeleev jadvalidagi gruppasi	Ta’qiq zonasining kengligi, eV	Element	Mendeleev jadvalidagi va gruppasi	Ta’qiq Zonasining kengligi, eV
Bor	III	1,10	Oltingugurt	VI	1,50
Kremniy	IV	1,2	Selen	VI	1,70
Germaniy	IV	0,7	Tellur	VI	0,36
Fosfor	V	1,50	Yod	VII	1,25
Mish’yak	V	1,20

_{Dielektric Materials for Electrical Engineering. Juan Martinez-Vega 20 -боб, 3- бўлим, 477 бет.}


Yarim o’tkazgichning elektr o’tkazuvchanligi.Jism o’z agregat holatini o’zgartirganda atomlarning energetic holatlari tashqi ta’sir orqali bir-biriga nisbatan siljiydi va ko’p miqdordagi energetic zonalar vujudga keladi. Dielektrik, yarim o’tkazgich va o’tkazgichlarning energetic diagrammalari bir-biridan keskin farq qiladi. Bu farq ulardagi ta’qiq zonalarining o’lchami bilan belgilanadi. Har bir jismning atomi o’zining aniq spektr chizig’iga ega. Turli atomlar o’zining aniq energetic holatiga ega bo’lib, ular bir energetic holatdan ikkinchisiga o’tganda kvant chiqaradi yoki yutadi. Agar atom katta energetic holatdan kichikrog’iga o’tsa, u o’zidan energiya ajratib chiqaradi va nurlanish sodir bo’ladi, aksincha bo’laganida esa atom energiyani yutadi. Shunday qilib, atom tashqi energetic ta’sir orqali o’z holatini o’zgartiradi. Yarim o’tkazgichlarning ta’qiq zonalari o’tkazgich va dielektriklarning ta’qiq zonalari oralag’ida joylashib, mazkur zona ancha kichik va engib o’tish uchun ma’lum darajali energetic ta’sir etarlidir. Agar tashqi ta’sir etayotgan maydon energiyasi ta’qiq zonadagi elektronlarning energiyasi darajasiga etsa, yarim o’tkazgichlarda elektr o’tkazuvchanlik sodir bo’ladi.
To’latilgan (valent) zonadan electron ketishi bilan uning o’rnida teshik hosil bo’ladi va bu teshik ekvivalent musbat zaryad sifatida maydon yo’nalishi bo’yicha siljiydi. Bu siljish elektronlarning maydonga teskari harakati natijasida ro’y berib, teshiklar siljiyotgan elektronlar bilan to’latiladi. Harorat ortishi bilan yarim o’tkazgichda ozod elektronlar soni ko’paya boradi, harorat absolyut nolga yaqinlashganda esa ularning soni nolgacha kamayadi. Agar yarim o’tkazgichda ozod electron umuman bo’lmasa (T=OK), elektr potentsiali ta’sir etgani bilan undan tok o’tmaydi.
Elektronlarning ozod holatga o’tishi uchun sarf qilinadigan energiyani faqat issiqlik harakati orqali emas, balki nur, elektronlar oqimi, yadro zarralari, elektr va magnit maydonlari, mexanik ta’sir orqali ham yuzaga keltirish mumkin. O’tkazuvchanlik zonasi qoidasiga asosan har bir atomning aniq energetic sathi bo’lib, unda elektronlar joylashadi. Sath gorizontal chiziq ko’rinishida ifodalanadi.
Bunda energiya qancha katta bo’lsa, chiziq shuncha balandroq jaylashadi va aksincha. Elektronlar qora nuqtalar bilan belgilanib, ular quyi energetic sathda joylashadi. Electron yuqori sathga o’tishi uchun atomga qo’shimcha miqdorda energiya (kvant nuri, issiqlik va hokazo) ta’sir ettirilishi kerak.
O’zaro birikib, qattiq, jism hosil qilgan ko’pgina atomlar bir-biriga ta’sir etishi natijasida ularning electron sathi biroz siljiydi va oqibatda jismning energetik sath zonalari hosil bo’ladi. Elektronlar bilan to’latilgan zona ozod zona bilan birlashib (yoki kesishib), elektronlarning ozod zonaga to’xtovsiz o’tishini va jismda yuqori elektr o’tkazuvchanlikni ta’minlaydi.
Dielektriklarda elektronlar bilan to’latilgan sona va ozod zonalar orasida katta energetic to’siq bo’lib, mazkur to’siq elektronlarning ozod (o’tkazuvchan) sonaga o’tishiga halaqit beradi. Faqat katta elektr maydoni (E=E_T) ta’siridagina elektronlarning bir qismi ozod zonaga o’tishi natijasida dielektrikda o’tkazuvchanlik sodir bo’lishi mumkin. Yarim o’tkazgichlarda energetiq to’siq kichik bo’lib, uni engish uchun uncha katta bo’lmagan energiya talab etiladi. Ozod elektronlar miqdori va yarim o’tkazgichning o’tkazuvchanligi unga ta’sir ettirilgan energiya miqdoriga bog’liq bo’ladi. Mazkur energiya elektronlarning to’siqni engib, ozod zonaga o’tishiga yordam beradi.
Qo’llanayotgan aksariyat yarim o’tkazgichlar ta’qiq zonasining kengligi (0,8-4,0)-10^-19J, yoki 0,5-2,5 eV gat eng. Ular valent zonalarining sathlari elektronlar bilan to’latilgan bo’lib, ma’lum harorat (T) ta’sirida o’tkazuvchan zonaga bir necha electron o’tadi va zonada ushancha teshik hosil bo’ladi. Natijada, har bir g’alayonlantirishda yarim o’tkazgichda bir vaqtning o’zida qarama-qarshi ishorali ikkita zaryad hosil bo’ladi. Bu holda zaryad eltuvchilarning umumiy soni o’tkazuvchan zonadagi elektronlar sonidan ikki marta ko’p bo’ladi:
n_oi = p_oi ;


n_oi + p_oi = 2n_oi .
_{Dielektric Materials for Electrical Engineering. Juan Martinez-Vega 20 -боб, 3- бўлим, 477 бет.}
Solishtirma o’tkazuvchanlik quyidagi bo’ladi:

 = eu_oi u_n + ep_oi u_p

bunda u_n , u_p – mos ravishda electron va teshikning siljituvchanligi.

G’alayonlantirish va rekombinatsiya jarayonlari natijasida jismda (istalgan haroratda) g’alayonlantirilgan eltuvchilar (elektronlar yoki teshiklarni)ning muvozanatlashgan miqdori qaror topadi:
;




bunda: W- yarim o’tkazgich ta’qiq zonasi; N_B – ozod (o’tkazuvchan) zonadagi yarim o’tkazgichning hajm birligidagi energetic zonadagi yarim o’tkazgichning hajm birligidagi energetic sathlar soni; N_B – valent zonasidagi xuddi shuningdek sathlar soni; 2 raqami N oldidagi har bir sathda ikkita electron bo’lishini ko’rsatadi. Elektronlarning siljituvchanligi (u_p) teshiklarning siljuvchanligi (u_p) dan ancha katta bo’ladi, shuningdek, ularning effektiv massalari ham bir-biridan farq qiladi. Shu bois yarim o’tkazgichlarning elektr o’tkazuvchanligi electron xarakterga moyil bo’ladi.