Mavzu: Òtkazgichlar,yarimòtkazgichlar va dielektriklar. Elektronlarning energiyaviy sathlar bòyicha statistikasi

|
Mavzu: Òtkazgichlar,yarimòtkazgichlar va dielektriklar. Elektronlarning energiyaviy sathlar bòyicha statistikasi
|
Sana | 12.01.2024 | Hajmi | 0,8 Mb. | | #135617 |
Bog'liq Òtkazgichlar,yarimòtkazgichlar va dielektriklar. Elektronlarning energiyaviy sathlar bòyicha statistikasi
Mavzu: Òtkazgichlar,yarimòtkazgichlar va dielektriklar. Elektronlarning energiyaviy sathlar bòyicha statistikasi
REJA:
1.O`tkazgichlar.
2.Yarim o’tkazgichlar.
3.Dielektriklar haqida umumiy ma’lumot.
4.Elektronlarning energiyaviy sathlar bo’yicha statistikasi.
O'tkazgichlar, yarim o'tkazgichlar, izolyatorlar
Valent zonasining elektronlar bilan to‘ldirilish darajasi va bu zona bilan o‘tkazuvchanlik zonasining orasidagi taqiqlangan zonaning kengligiga qarab, qattiq jismlar o‘tkazgichlarga, yarimo‘tkazgichlarga va dielektriklargan Bunga keltirilgan sxemalardan osongina ishonch hosil qilish mumkin
O`tkazgichlar.
Valent zona bilan o‘tkazuvchanlik zonasi qo‘shilib, gibrid zona hosil qiladi . Bu gibrid zonaning quyi sathlarida elektronlar bo‘lib, yuqorigi sathlar bo‘sh bo‘ladi. Bu gibrid zonaning quyi sathlarida elektronlar bo‘lib, yuqorigi sathlar bo‘sh bo‘ladi. O‘tkazuvchanlikning ushbu turi ishqoriy metallarda kuzatiladi. Yoki valent va o‘tkazuvchanlik zonalari orasida taqiqlangan zona ΔE saqlanib qolgan bo‘ladi. Elektr o‘tkazuvchanlikning bu tipiga ega bo‘lgan materiallarga Mendeleyev davriy sistemasining I guruh metallari misol bo‘ladi. Bunday zona tuzilishiga ega bo‘lgan qattiq jismlar elektr tokini yaxshi o‘tkazadi va o‘tkazgichlar hisoblanadi. Elektronning quyi sathdan yuqori sathga o‘tishi ikkita shart bo‘lishini taqazo etadi: zonaning yuqori qismida bo‘sh energiyaviy sath bo‘lishi va elektronlarga taqiqlangan sath kengligiga teng yoki katta bo‘lgan qo‘shimcha energiya berilishi kerak.
Yarim o’tkazgichlar
Yarimoʻtkazgichlar — elektr tokini yaxshi oʻtkazuvchi moddalar (oʻtkazgichlar, asosan, metallar) va elektr tokini amalda oʻtkazmaydigan moddalar (dielektriklar) orasidagi oraliq vaziyatni egallaydigan moddalar. Mendeleyev davriy sistemasida II, III, IV, V va VI guruhlarda joylashgan koʻpchilik elementlar. ularning bir qator birikmalari yarimo'tkazgichlar jumlasiga kiradi. valent zona sathlari elektronlar bilan to‘lgan bo‘lib, yuqorigi bo‘sh zonagacha bo‘lgan taqiqlangan zona kengligi 2 eV artofida yoki kichik 0ʻz fizik xususiyatlarini turli tashqi taʼsirlar (masalan yoritish, isitish va hokazo) natijasida keng intervalda oʻzgartira olish xususiyatiga e ga Tashqi elektr maydoni ta’sirida quyi (valent) zonadagi elektronlar navbatdagi bo‘sh zonaga o‘ta olmaydi va tok hosil bo‘lmaydi. Ammo kristall temperaturasi T>0 bo‘lgan hollarda issiqlik energiyasi tufayli valent zonadan bir muncha kam miqdordagi elektronlar yuqorigi bo‘sh zonaga o‘tib zaif o‘tkazuvchanlikni hosil qiladi. Bu holda bo‘sh zona o‘tkazuvchanlik zonasiga aylanadi. Bunday materiallar yarimo‘tkazgichlar hisoblanib, odatda xususiy yarimo‘tkazgichlar deb ataladi. Yarimo‘tkazgichlarning tipik vakili bo‘lgan kremniy (Si) va germaniy (Ge) kristallarida taqiqlangan zonaning kengligi mos holda 0.7 va 1.15 eV. Yarimo‘tkazgichning valent zonasidan elektronni bo‘sh zonaga o‘tishi uchun kerak bo‘lgan energiya kamida taqiqlangan zona kengligiga teng bo‘lishi kerak. Bu energiya yarimo‘tkazgichning xususiy o‘tkazuvchanligining aktivatsiya energiyasi deb ataladi.
Yarim o’tkazgichlar
Yarimoʻtkazgichlar elektronika va mikroelektronikada juda keng qoʻllanilib, zamonaviy elektr jihozlarning deyarli hammasi - kompyuterlardan tortib to uyali aloqa telefonlarigacha barchasi yarimoʻtkazgichli texnologiyaga asoslangan. Eng keng qoʻllaniladigan yarimoʻtkazgich modda kremniy boʻlib, boshqa moddalar ham keng qoʻllaniladi.
p-n o‘tish hodisasi asosida ishlaydigan eng sodda yarim o‘tkazgichli asbob yarim o‘tkazgichli diod deb ataladi. Shunga ko‘ra р-n o‘tishning volt-amper xarakteristikasi yarim o‘tkazgichli diodning volt-amper xarakteristikasidir. Uning shakli ko‘p faktorlarga bog‘liqdir.
Yarimo`tkazgichlarda kirishmali o`tkazuvchanlik ham bo`lib donor va akseptor o`tkazuvchanlik turlari bor. Ularda tok tashuvchilar electron va kavaklar hisoblanadi
P-tip
N-tip
Dielektriklar haqida umumiy ma’lumot.
Kristalldagi valent zona sathlari elektronlar bilan to‘lgan bo‘lib, yuqorigi bo‘sh zonagacha bo‘lgan taqiqlangan zona kengligi 2 – 3 eV dan katta bo‘lsa faqat tashqi elektr maydoni ta’sirida balki yuqori temperaturalarda ham quyi (valent) zonadagi elektronlar navbatdagi bo‘sh zonaga o‘ta olmaydi va tok hosil bo‘lmaydi.
Bunday materiallar dielektriklar deyiladi. NaCl, olmos, forfor, shisha, kvars, rezina, polimerlar, turli gazlar dielektrik materiallardir. Dielektrik materiallarning yaqqol vakili hisoblangan olmosning T = 0 K temperaturadagi taqiqlangan zonasining kengligi 5.4 eV ni tashkil qiladi Shuni ham aytib o‘tish kerakki, temperatura ortishi bilan dielektriklarning valentlik zonasidan bo‘sh zonasiga o‘tgan erkin elektronlar soni ortib boradi.
Elektronlarning energiyaviy sathlar bo’yicha statistikasi.
Shunday qilib, dielektrik va yarimo‘tkazgich materiallarning zonaviy tuzilishidagi farq valent va o‘tkazuvchanlik zonalari orasidagi taqiqlangan zonaning (energiyaviy tirqish) kengligi tufayli paydo bo‘lar ekan. Umuman, energiyaviy zonalarning elektronlar bilan to‘ldirilish xarakteri moddaning elektr xossasini belgilaydi Elektronlar yarim spinli (1/2) kvant zarralari bo‘lganligi uchun issiqlik muvozanat holatida
Fermi-Dirak statistikasiga bo‘ysunadi. kristalldagi elektronning T temperaturada E energiyali sathni band qilish ehtimoli F- Fermi sathi
metallarda Fermi sathi mutlaq nol temperaturada elektronlar ega bo‘lgan maksimal energiyadir.
Yarimo‘tkazgichlarda o‘tkazuvchanlik zonasidagi sathlarda elektronlar bo‘lmaganligi (kovaklar bo‘lganligi) uchun sathlarda elektronlarning bo‘lmaslik (sathlarning kovaklar bilan band bo‘lish) ehtimoli quyidagicha aniqlanadi: Fermi sathi, metallardagidan farqli holda, taqiqlangan sonaning o‘rtasida joylashgan bo‘ladi.
|
| |