|
Yarimo’tkazgichlardagi zaryad tashuvchilar konsentratsiyasi
|
| bet | 2/23 | | Sana | 18.01.2024 | | Hajmi | 2,03 Mb. | | #140347 |
Bog'liq Book practise for Semicon (2)
Asosiy tushunchalar
1. Xususiy yarimo’tkazgich: Aralashmalardan tozalangan yarimo’tkazgichlarda, aralashmalar konsentratsiyasi hisobga olinmaydigan darajada kam bo’lganligi uchun o’tkazuvchanlik zonasidagi elektronlar, asosan valentlik zonasidan issiqlik energiyasi hisobiga ko’chirilgan elektronlardan iboratdir. Shuning uchun ham aralashmasiz yarimo’tkazgichlarni xususiy yarimo’tkazgichlar deb ataladi va unda elektronlar va kovaklar konsentratsiyasi bir biriga teng bo’ladi, ya’ni
bo’ladi.
Xususiy yarim o’tkazgichlarda belgilangan biror T temperatura uchun elektron va kovak kontsentratsiyasining ko’paytmasi o’zgarmas kattalikdir.
Xususiy yarimo’tkazgichlarda Fermi sathi 0 K haroratda taqiqlangan sohasi o’rtasida yotadi va harorat ortishi bilan (T > 0 K) tekis o’sib boradi (1-rasm).
1-rasm. Xususiy yarimo’tkazgichlarda Fermi sathining haroratga bog’liq holda o’zgarish grafigi.
2. Xususiy yarimo’tkazgichlarda zaryad tashuvchilar konsentaratsiyasi quyidagicha ifodalanadi:
3. Legirlangan yarimo’tkazgichlar:
n-tipli va p-tipli yarimo’tkazgichlarning bir-biridan farqi quyidagicha:
n – tipli
|
p – tipli
|
Donor o’tkazuvchanlik
|
Akseptor o’tkazuvchanlik
|
Kirishma atomlari besh valent
|
Kirishma atomlari uch valent
|
Donor sathi o’tkazuvchanlik zonasiga yaqin joylashgan bo’ladi
|
Akseptor sathi valent zonasiga yaqin va ustida joylashgan bo’ladi
|
Elektronlar asosiy tok tashuvchilar va kovaklar asosiy bo’lmagan tok tashuvchilar hisoblanadi
|
Kovaklar asosiy tok tashuvchilar va elektronlar asosiy bo’lmagan tok tashuvchilar hisoblanadi
|
4. Fermi sathi, Fermi energiyasi.
Yarim o’tkazgichlarda erkin zaryad tashuvchilar xususiyatlarini belgilovchi asosiy parametrlardan biri μ- kimyoviy potentsialdir. Bu iborani elektron va kovakli gaz uchun oddiygina qilib Fermi sathi deyiladi.
Bizga ma’lumki metallarda Fermi sathi o’tkazuvchanlik sohasidagi elektronlar bilan to’lgan oxirgi energetik sathdir (2-rasm). T=0 K da Fermi sathidan pastdagi hamma energetik sathlar elektronlar bilan tulgan, undan yuqoridagi energetik sathlarning barchasi bo’shdir. Fermi energiyasi har qanday haroratda zarrachaning energiyasini aniqlaydi.
Metallarda elektron gazning kontsentratsiyasi o’tkazuvchanlik sohasidagi xolatlar soni bilan bir xil bo’ladi, shuning uchun bu gaz aynigan gaz hisoblanadi va elektronlarning xolatlar buyicha taqsimlanishi Fermi Dirak kvant statistikasi bilan ifodalanadi. Bunday gazdagi elektronlarning kontsentratsiyasi temperaturaga deyarli bog’liq emas.
2-rasm.
Fermi sathining temperatura va zaryad tashuvchilar konsentratsiyasiga bog’liq holda o’rni quyidagicha bo’ladi:
-n tipli yarimo’tkazgichlarda
- p tipli yarimo’tkazgichlarda
5. Fermi taqsimot funksiyasi.
Elektronning haroratga bog’liq holda energiya sathlari orasidagi taqsimoti va E energiyali energetik holatda bo’lish ehtimolligi quyidagi ifoda yordamida aniqlanadi.
|
| |
