|
-rasm. Elektron va kovakli otkazuvchanlikka ega kremniyda elektr zaryad tashuvchilarning hosil bo‘lishi
|
| bet | 15/52 | | Sana | 19.02.2024 | | Hajmi | 1,96 Mb. | | #158642 |
Bog'liq O‘zbekiston respublikasi oliy va o‘rta maxsus ta’lim vazirligi m11-rasm. Elektron va kovakli otkazuvchanlikka ega kremniyda elektr zaryad tashuvchilarning hosil bo‘lishi.
Agar kremniy kristali panjarasiga D.l. Mendeleyev elementlar davriy jadvalining III guruh elementlari atomlari kiritilsa, kiritmalarning uchta valent elektroni qo‘shni kremniy atomlarining uchta elektroni bilan to‘liq bog‘ hosil qiladi. To‘rtinchi bog‘ esa to‘lmay qoladi. Qo‘shni kremniy atomlarining valent elektronlaridan biri kuchsiz issiqlik energiyasi ta’sirida kiritma atomidagi egallanmagan bog‘ni to‘ldirishi mumkin. Bunda, kiritma atomi manfiy zaryadlanadi va qo‘zg‘almas manfiy (B ) ionni hosil qiladi. Kremniy atomining to‘ldirilmagan bog‘i kovakni tashkil etadi (11, d-rasm). Energetik diagrammada ushbu jarayon valent zonadagi elektronni akseptor satxga o ‘tishiga va valent zonada kovak hosil bo‘lishiga mos keladi 11, e-rasm).
Bunda, erkin elektron hosil bo‘lmaydi. Kiritmalarning bunday turi — akseptor kiritma deb, akseptor kiritmali yarim o‘tkazgich esa — kovakli o‘tkazuvchanlikka ega, yoki p - turdagi yarim o‘tkazgich deb ataladi. Bunday yarim o‘tkazgichlarda elektronlar, xususiy yarim o‘tkazgichlardagidek, termogeneratsiya hisobiga hosil bo‘ladi. Akseptor kiritmali yarim o‘tkazgichlarda erkin elektronlarga nisbatan kovaklar konsentratsiyasi katta bo‘ladi, shu sababdan, bunday yarim o‘tkazgichlar kovakli elektr o‘tkazuvchanlikka ega bo‘ladilar. p — turdagi elektr o‘tkazuvchanlikka ega yarim o‘tkazgichlar uchun kovaklar asosiy zaryad tashuvchi, elektronlar esa — noasosiy zaryad tashuvchi hisoblanadi.
2.4. Yarim o‘tkazgichlardagi donor va akseptor satxlar
Aralashmalar kristall panjara tuzilishidagi nuqson bo‘lib hisoblanadi. Chunki, aralashmalar berilgan qattiq jismning kristall panjarasidagi asosiy bo‘lgan atomlarning o‘rnini egallaydi yoki ularning orasiga joylashib olib, o‘zining atrofidagi asosiy bo‘lgan atomlarning holatini o‘zgartiradi, demak, kristall panjarani deformatsiyalaydi. Bu esa, o‘z navbatida elektronning potensial energiyasi o‘zgarishiga, ya’ni qattiq jism energetik zonalar sxemasining o‘zgarishiga olib keladi. Agar aralashmalar konsentratsiyasi dan katta bo‘lmasa, energetik zonalar sxemasini buzilmagan deb hisoblab, aralashmalar hisobiga qo‘shimcha energetik satxlar qo‘shildi deb qarasak bo‘ladi. Aralashmalarning konsentratsiyasi kristall tashkil qilgan asosiy atomlar konsentratsiyasidan juda ham kichik bo‘lsa, ularning o‘zaro ta’siri nolga teng bo‘ladi. Shuning uchun, ular energetik zonani tashkil qila olmaydi, hammasi man qilingan zonada bir xil energetik satxni hosil qiladi.
Aralashmalarning hosil qilgan qo‘shimcha energetik satxlari yarim o‘tkazgichlarning fizik xossalariga juda ham katta ta’sir qiladi. Kremniy elementlaridagi aralashmalar konsentratsiyasi birlik hajmdagi asosiy atomlar sonidan, masalan, 106 marta kichik bo‘lsin, lekin bunday bo‘lishiga qaramay, uning elektr o‘tkazuvchanligini marta oshirib yuboradi.
Mendeleyevning elementlar davriy jadvalidagi o-gruppa elementlari germaniy va kremniyning energetik zonalar sxemasida man qilingan zona o‘tkazuvchanlik zonasining tagiga yaqin joyda energetik satxni hosil qiladi. Bu energetik satx bilan o‘tkazuvchanlnk zonasi orasidagi energetik masofa juda ham kichik bo‘lib, elektronlar ozgina issiqlik energiya hisobiga o‘tkazuvchanlik zonasiga o‘ta oladilar o‘tkazuvchanlik zonasiga o‘tgan elektronlarning qoldirgan bo‘sh o‘rnini biz harakatchan teshik deb ayta olmaymiz. Boshqacha qilib aytganda, ular yarim o‘tkazgichlarda elektr o‘tkazuvchanlikda ishtirok eta olmaydilar. Chunki, bu aralashma atomlari orasidagi masofa juda ham katta bo‘lib, bitta atomdan ikkinchi atomga „teshik"ning sakrab o‘tishi juda ham qiyin. Shu sababli, ular faqat harakatsiz musbat ion sifatida tura oladi, ya’ni elektr o‘tkazuvchanlikda ishtirok eta olmaydilar. Uy haroratida elektronlarning deyarli hammasi aralashmalar hosil qilgan energetik satxni tashlab o‘tkazuvchanlik zonasiga o‘tib ketadi. Natijada yarim o‘tkazgichda elektronlarning konsentratsiyasi valentlik zonasidagi teshiklarga qaraganda yuz minglarcha marta ortib ketadi, bu esa elektronlar hisobiga bo‘ladigan elektr o‘tkazuvchanlikning ham yuzminglarcha marta ortib ketishiga olib keladi. Shu sababli, bunday yarim o‘ttkazgichlarni elektronli yarim o‘tkazgichlar, aralashmalarni esa donorlar deb yuritiladi. (12-rasm.)
|
| |
