YARIM O'TKAZGICHLARNING ELEKTROFIZIK XOSSALARI
YARIM O'TKAZGICHLARNING ELEKTROFIZIK XOSSALARI Reja: I. Kirish. II. Asosiy qism. 1. Yarim o'tkazgichlarning tuzilishi. 2. O'tkazgichlar, yarim o'tkazgichlar, izolyatorlar. 3. Yarimo’tkazgichlarni ele ktrofizik xususiyatlari. III. Xulosa. IV. Foydalanilgan adabiyotlar.
Kirish Yarimo'tkazgichlar o tkazuvchanligi ʻ jihatidan metall va dielektriklar orasidagi moddalar bo lib, ʻ o z fizik xususiyatlarini turli tashqi ta sirlar (masalan ʻ ʼ yoritish, isitish va hokazo) natijasida keng intervalda o zgartira olish xususiyatiga ega. ʻ Yarimo tkazgichlar ʻ elektronika va mikroelektronikada juda keng qo llanilib, zamonaviy elektr jihozlarning deyarli ʻ hammasi - kompyuterlardan tortib to uyali aloqa telefonlarigacha barchasi yarimo tkazgichli texnologiyaga ʻ asoslangan. Eng keng qo llaniladigan yarimo tkazgich ʻ ʻ modda kremniy bo lib, boshqa moddalar ham keng ʻ qo llaniladi. ʻ Yarimo tkazgichlar ʻ — elektr tokini yaxshi o tkazuvchi ʻ moddalar (o tkazgichlar, asosan, metallar) va elektr tokini ʻ amalda o tkazmaydigan moddalar (dielektriklar) orasidagi ʻ oraliq vaziyatni egallaydigan moddalar. Mendeleyev davriy sistemasida II, III, IV, V va VI guruhlarda joylashgan ko pchilik elementlar. ularning bir qator birikmalari ʻ yarimo'tkazgichlar jumlasiga kiradi. Ya.da ham metallardagi kabi elektr o tkazuvchanlik elektronlarning ʻ
harakati tufayli yuzaga keladi. Biroq elektronlarning harakatlanish sharoitlari metallar va Ya.da turlicha bo ladi. ʻ Ya. quyidagi asosiy xususiyatlarga ega: Ya.ning elektr o tkazuvchanligi temperatura ko tarilishi bilan ortib boradi ʻ ʻ (mas, temperatura 1 K ga ortganda Ya.ning solishtirma o tkazuvchanligi 16—17 marta ortadi); Ya.ning elektr ʻ o tkazuvchanligida erkin elektronlardan tashqari atom bilan ʻ bog langan elektronlar ham ishtirok etadi (ba zi hollarda ʻ ʼ bog langan elektronlar asosiy rol o ynaydi); sof Ya.ga oz ʻ ʻ miqdorda qo shilma kiritib, uning o tkazuvchanligini ʻ ʻ keskin o zgartirish mumkin (mas, 0,01% qo shilma ʻ ʻ kiritilganda Ya. ning o tkazuvchanligi 10000 marta ortib ʻ ketadi). Past tralarda Ya.ning solishtirma qarshiligi juda katta bo ladi va amalda ular izolyator hisoblanadi, lekin ʻ temperatura ortishi bilan ularda zaryad tashuvchilarning konsentratsiyasi keskin ortadi. Mas, sof kremniyda 20° trada erkin elektronlar konsentratsiyasi ~1017m~3bo lsa. ʻ 700° da 1024 m"3gacha, ya ni million martadan ko proq ʼ ʻ ortadi. Ya.da erkin elektronlar konsentratsiyasining traga bunday keskin bog likligi o tkazuvchanlik elektronlari ʻ ʻ
issiqlik harakati ta sirida hosil bo lishini ko rsatadi. ʼ ʻ ʻ Yarimo tkazgich kristallda atomlar valent elektronlari ʻ yordamida o zaro bog langan. Atomlarning issiqlik ʻ ʻ tebranishlari vaqtida issiqlik energiyasi valent elektronlar orasida notekis taqsimlanadi. Ayrim elektronlar o z atomi ʻ bilan bog lanishni uzib, kristallda erkin ko chib yurish ʻ ʻ imkonini beradigan yetarli miqdordagi issiqlik energiyasiga ega bo lib qolishi va erkin elektronlarga aylanishi mumkin. ʻ Tashqi elektr maydon bo lmaganda bu erkin elektronlar ʻ tartibsiz harakat qiladi. Elektr maydon ta sirida esa ʼ maydonga qarshi yo nalishda tartiblangan harakatga kelib, ʻ Ya.da tok hosil qiladi. Erkin elektronlar yuzaga keltirgan o tkazuvchanlik elektron yoki ptip o tkazuvchanlik deb ʻ ʻ ataladi. Bog langan elektronning o z atomini "tashlab ketishi" ʻ ʻ atomning elektr neytralligini buzadi. unda "ketib qolgan" elektron zaryadiga miqdoran teng musbat zaryad — teshik vujudga keladi. Tashqi elektr maydon bo lmaganda ʻ elektronlar ham, teshiklar ham tartibsiz harakatlanadi, tashqi maydon bo lganda esa elektronlar maydonga qarshi, ʻ teshiklar maydon bo ylab ko chadi. Teshiklarning ko chishi ʻ ʻ ʻ
bilan bogliq o tkazuvchanlik teshikli yoki rtmp ʻ o tkazuvchanlik deyiladi. Erkin elektronlar soni bilan ʻ teshiklar soni bir-biriga tengligi tushunarli. Aniklanishicha, ularning harakatlanish tezligi ham bir xil ekan. Demak, Ya.dagi tok ayni vaqtda ham elektron, ham teshikli o tkazuvchanlikdan vujudga keladi. Bunday ʻ elektronteshikli o tkazuvchanlik Ya.ning xususiy ʻ o tkazuvchanligi deyiladi. Xususiy o tkazuvchanlik sof ʻ ʻ Ya.da kuzatiladi. Biroq tabiatda sof Ya. yo q. Ba zi ʻ ʼ qo shilmalar Ya.ni erkin elektronlar bilan boyitsa, boshqa ʻ ba zi qo shilmalar teshiklar bilan boyitadi. Ya.da yuzaga ʼ ʻ keladigan bunday o tkazuvchanlik qo shilmali ʻ ʻ o tkazuvchanlik deb ataladi. ʻ Agar asosiy Ya. atomi o rniga elementlar davriy ʻ sistemasida undan keyingi guruhda turgan element atomi kiritilsa, bu qo shilma atomning bitta valent elektroni ʻ atomlararo bog lanishda ishtirok etmaydi va erkin ʻ elektronlar safiga qo shiladi, binobarin, itip o tkazuvchanlik ʻ ʻ ortadi. Va, aksincha, undan oldingi o rinda turgan element ʻ atomi kiritilsa, atomlararo to la bog lanishda 1 ta elektron ʻ ʻ yetishmaydi, teshik hosil bo ladi. Bunda rtip ʻ