– rasm. Yarimo’tkazgichning zona diagrammasi

|
– rasm. Yarimo’tkazgichning zona diagrammasi
|
bet | 3/43 | Sana | 16.01.2024 | Hajmi | 4,76 Mb. | | #139134 |
Bog'liq KIRISH1 – rasm. Yarimo’tkazgichning zona diagrammasi
Dielektriklarda ta’qiqlangan zona kengligi Wt 2 eV, metallarda esa ruxsat etilgan zonalar bir – biriga kirib ketgan bo‘ladi, ya’ni mavjud emas.
Yuqoridagi ruxsat etilgan zona o‘tkazuvchanlik zonasi deb ataladi, ya’ni mos energiyaga ega bo‘lgan elektronlar, tashqi elektr maydoni ta’sirida Yarimo’tkazgich hajmida harakatlanishlari mumkin. Bunda ular elektr o‘tkazuvchanlik yuzaga keltiradilar. O‘tkazuvchanlik zonasidagi biror energiyaga mos keladigan elektronlar o‘tkazuvchanlik elektronlari yoki erkin zaryad tashuvchilar deb ataladilar. Quyidagi ruxsat etilgan zona valent zona deb ataladi.
Absolyut nol temperaturada (0 K) Yarimo’tkazgichning valent zonasidagi barcha sathlar elektronlar bilan to‘lgan, o‘tkazuvchanlik zonasidagi sathlar esa elektronlardan xoli bo‘ladi.
Xususiy elektr o‘tkazuvchanlik.
Yarimo’tkazgichli elektronika maxsulotlarining deyarli 97 % kremniy asosida yasaladi.
2–rasmda kiritmasiz kremniy panjarasining soddalashtirilgan modeli (a) va uning zona energetik diagrammasi (b) keltirilgan. Agar Yarimo’tkazgich kristalli tarkibida kiritma umuman bo‘lmasa va kristall panjaraning tuzulmasida nuqsonlar (bo‘sh tugunlar, panjara siljishi va boshqalar) mavjud bo‘lmasa, bunday Yarimo’tkazgich xususiy deb ataladi va i harfi bilan belgilanadi.
2 – rasm. Kiritmasiz kremniy panjarasining soddalashtirilgan modeli (a) va uning zona energetik diagrammasi (b)
2–rasmdan ko‘rinib turibdiki, kremniy xususiy kristallida uni atomining to‘rtta valent elektroni, kremniyning qo‘shni atomini to‘rtta elektroni bilan bog‘lanib, mustahkam sakkiz elektronli qobiq (to‘g‘ri chiziq) hosil qiladi. 0 K temperaturada bunday Yarimo’tkazgichda erkin zaryad tashuvchilar mavjud bo‘lmaydi. Lekin temperatura ortishi bilan yoki yorug‘lik nuri tushirilganda kovalent bog‘lanishlarning bir qismi uziladi va valent elektronlar o‘tkazuvchanlik zonasiga o‘tish uchun etarlicha energiya oladilar (2.b-rasm).
Natijada valent elektron erkin zaryad tashuvchiga aylanadi va kuchlanish ta’sir ettirilsa u tok hosil qilishda ishtirok etadi. Elektron yo‘qotilishi natijasida atom musbat ionga aylanadi.
Bir vaqtning o‘zida valent zonada bo‘sh sath hosil bo‘ladi va valent elektronlar o‘z energiyalarini o‘zgartirishlariga, ya’ni valent zonasining biror ruxsat etilgan sathidan boshqasiga o‘tishiga imkon yaratiladi. SHunday qilib u tok hosil bo‘lish jarayonida qatnashishi mumkin. Temperatura ortgan sari ko‘proq valent elektronlar o‘tkazuvchanlik zonasiga o‘tadilar va elektr o‘tkazuvchanlik ortib boradi.
Valent zonadagi erkin energetik sath yoki erkin valent bog‘lanish qovakli deb ataladi va u elektron zaryadining absolyut qiymatiga teng bo‘lgan erkin musbat zaryad tashuvchi hisoblanadi. Kovakning harakatlanishi valent elektroni harakatiga qarama – qarshi bo‘ladi.
Shunday qilib, atomlar orasidagi kovalent bog‘lanishning uzilishi bir vaqtning o‘zida erkin elektron va elektron ajralib chiqqan atom yaqinida kovak hosil bo‘lishiga olib keladi. Elektron – kovak juftligining hosil bo‘lish jarayoniga zaryad tashuvchilar generatsiyasi deb ataladi. Agar bu jarayon issiqlik ta’sirida amalga oshsa, u issiqlik generatsiyasi deb ataladi. O‘tkazuvchanlik zonasida elektronning hosil bo‘lishi va valent zonasida kovakning yuzaga kelishi 2.b-rasmda mos ishoralar yordamida aylanalar ko‘rinishida tasvirlangan. Strelka yordamida elektronning valent zonasidan o‘tkazuvchanlik zonasiga o‘tishi ko‘rsatilgan.
Generatsiya natijasida yuzaga kelgan elektronlar va kovaklar Yarimo’tkazgich kristallida yashash vaqti deb ataladigan biror vaqt mobaynida tartibsiz harakatlanadilar, so‘ngra erkin elektron to‘liq bo‘lmagan bog‘lanishni to‘ldiradi va bog‘lanish hosil bo‘ladi. Bu jarayon rekombinatsiya deb ataladi.
O‘zgarmas temperaturada (boshqa tashqi ta’sirlar mavjud bo‘lmaganda) kristall muvozanat holatda bo‘ladi. Ya’ni, generatsiyalangan zaryad tashuvchilar juftligi soni rekombinatsiyalangan juftliklar soniga teng bo‘ladi. Birlik hajmdagi zaryad tashuvchilar soni, ya’ni ularning konsentratsiyasi, solishtirma elektr o‘tkazuchanlik qiymatini beradi. Xususiy yarimo’tkazgichlarda elektronlar konsentratsiyasi kovaklar konsentratsiyasiga teng bo‘ladi (ni= pi). n (negative so‘zidan) va p harflari (positive so‘zidan) mos ravishda elektron va kovakka mos keladi. Kiritmasiz yarimo’tkazgichda hosil bo‘lgan elektron va kovaklar xususiy erkin zaryad tashuvchilar va ularga asoslangan elektr o‘tkazuvchanlik esa – xususiy elektr o‘tkazuvchanlik deb ataladi.
|
| |