Elektrotehnika va elektronika

16.4 Yarim o
‘
tkazgichlarning xususiyatlari.
 
Yarimo‘tkazgichlar, ularning xususiyatlari tufayli, o‘tkazgichlar va 
dielektriklar o‘rtasida maxsus - oraliq holatni egallaydi. Yarimo‘tkazgichlarning 
bir qator xususiyatlari ularning zamonaviy jihozlarda keng qo‘llanilishini 
belgilaydi. Yarimo‘tkazgich qurilmalarini ishlab chiqarish texnologiyasi juda tez 
rivojlanmoqda. Yaxshilangan tavsiflarga ega yarimo‘tkazgichli qurilmalar, shu 
jumladan, 
yangi 
fizik 
tamoyillarga 
asoslanib 
ishlaydigan 
qurilmalar 
yaratilmoqda. 
Ko‘plab 
elementlar 
va 
noorganik 
birikmalar 
va 
moddalarni 
yarimo‘tkazgichlarga kiritish mumkin - bular kremney, germaniy, indiy, fosfor 
va boshqalar kabi kimyoviy elementlar oksidlar, sulfidlar, selenidlar va 
telluridlar, ayrim qotishmalar va bir qator minerallardir. Kremniy karbidi va 
arsenid galliy asosida yarimo‘tkazgichlar juda istiqbolli. 
Yarimo‘tkazgichlar kristalli, amorfli va suyuq bo‘ladi. 
Yarimo‘tkazgichlar metall va dielektriklar o‘rtasidagi aniq solishtirma elektr 
o‘tkazuvchanligi mavjud bo‘lgan moddalarni o‘z ichiga oladi. Xona haroratida 
yarim o‘tkazuvchilarning solishtirma elektr o‘tkazuvchanligi 10
-10
dan 10
3
Om
-
1
·sm
-1
ga (metall uchun 10
4
...10
6 
Om
-1
·sm
-1
, dielektriklar uchun - 10
-12
…10
-11 
Om
-
1
·sm
-1
) . Yarimo‘tkazgichlar texnikasida odatda faqat kristall yarimo‘tkazgichlar 
(asosiy moddalarning 10
10
ta atomiga bir nechta kiritilgan atomining 
aralashmalari bilan qo‘shiladigan kristallar). 
Yarimo‘tkazgichlarning metallardan asosiy farqi, harorat ko‘tarilganda 
o‘ziga xos elektr o‘tkazuvchanligining ortishi hisoblanadi. Metallarda esa harorat 
oshib borishi bilan ularning elektr o‘tkazuvchanligi pasayadi. 
Qurilmalarni loyihalashdagi muhim ustunligi yarim o‘tkazgichlarning elektr 
o‘tkazuvchanligini tashqi ta’sirlarga: issiqlik, nurlanish, elektr va magnit 

---

229 
maydonlarga, bosim, tezlanishga, shuningdek, oz miqdorda aralashmalar 
tarkibiga bog‘liqligi hisoblanadi. 
16.4-rasm. Kristalli panjaradagi 
bog‘lanishlar. 
Yarimo‘tkazgichlarning xususiyatlari, qattiq moddalarning zonalar 
nazariyasi yordamida yaxshi tushuntiriladi. Ushbu nazariyaga ko‘ra, 
moddalarning atomlari yadro va yadro atrofida yopiq orbitada harakatlanadigan 
elektronlardan iborat. Atomdagi elektronlar qobiqlarda guruhlanadi(bo‘linadi). 
Asosiy yarimo‘tkazgichli materiallarda yarimo‘tkazgichli qurilmalarni yaratish 
uchun - kremniy va germaniyni ishlatiladigan asosiy yarimo‘tkazgich materiallari 
kristalli tetraidrik panjaradan foydalaniladi. 
Har bir valentli elektron, ya’ni atomning tashqi, to‘lmagan qobig‘ida 
joylashgan elektronlar, kristallda nafaqat o‘ziga, balki qo‘shni atom yadrosiga 
ham tegishli. Kristall panjaradagi barcha atomlar bir-biridan bir xil masofada 
joylashgan va kovalentli bog‘langan (ikki atomning valentligi ega elektron jufti 
o‘rtasidagi bog‘liqlikga kovalent bog‘liqlik deyiladi, 16.4-rasmda germaniy 
uchun ikki chiziqni ko‘rsatadi). Mazkur bog‘lanishlar ancha kuchli, va ularni 
uzib tashlash uchun tashqi tomondan energiya qo‘yilish talab etiladi. 
W elektron energiyasi diskretli bo‘lganligi uchun, elektron faqat uning 
energiyasiga mos keladigan orbita bo‘ylabgina harakatlanishi mumkin. 
Elektronlar egallashi mumkin bo‘lgan energetik daraja(sath), 16.5a.– rasmga
binoan keltirilgan diagrammada yaqqol tasvirlangan. Orbita yadrodan qanchalik 
uzoq bo‘lsa, undagi elektronning energiyasi va energetik darajasi(sathi) (16.5a-
rasmda I, II, III tasvirlar) shunchalik yuqoriroq bo‘ladi. Barcha energetik 
darajalar(sathlar) elektronlar uchun taqiqlangan energiyaga mos keladigan 
taqiqlangan zonalar ΔW bilan ajratiladi. Energetik zonada ruxsat etilgan 
daraja(sath)larning soni kristaldagi atomlar soniga teng. Ruxsat etilgan 

---

230 
zonalarning kengligi odatda bir necha elektron voltga teng. Elektronlar mavjud 
bo‘lmagan, ruxsat etilgan, zonalar erkin deb ataladi (16.5-rasmda a I tasvir). 
Nolga teng bo‘lgan haroratda elektronlari mavjud emas va yuqori haroratlarda 
ular mavjud bo‘lgan erkin zonani o‘tkazuvchanlik zonasi deb ataladi. Qattiq 
metallarning metall, yarim o‘tkazgich va dielektriklarga ajratilishi valentli 
zona(I, II) bilan o‘tkazuvchanlik zonasi o‘rtasidagi ruxsat etilmagan zonanibg 
kengligiga asoslangan, shuningdek, ruxsat etilgan energetik sathlarini to‘ldirish 
darajasidan kelib chiqadi (16.5-rasm b-tasvirda mos ravishda metallar, 
yarimo‘tkazgichlar va dielektriklardagi energetik sathlar ko‘rsatilgan). 
Ruxsat etilmagan ΔW zonaning eni xususiy o‘tkazuvchanligining faollashuv 
energiyasini aniqlaydi. Metalllar uchun u nolga teng, yarimo‘tkazgichlar uchun 2 
eV dan kam va dielektriklar uchun 2 eV dan ortiq.
Biror element o‘tkazuvchanlikka ega bo‘lishi uchun, u erkin zaryad 
tashuvchilarga ega bo‘lishi kerak. Yarimo‘tkazgichlarda, zaryad tashuvchilar 
elektronlar va kavaklardir. Metallarda tashuvchilar elektronlardir. 
Nol haroratida, kiritmalari bo‘lmagan yarimo‘tkazgichlarda, erkin bepul 
zaryad tashuvchilari mavjud emas. Biroq, 
Shakl. 16.5-rasm. Energetik sathlar. 
a - energiya darajasining zonalari; b - metall, yarimo‘tkazgich va dielektrik 
energiya sathi. 
tashqi ta’sirda, masalan, haroratning oshishi bilan kovalent bog‘lanishlarning bir 
qismi uzilishi va erkin bo‘lgan valentli elektronlar o‘z atomlarini tark etishi 
mumkin. Elektronni yo‘qotish atomni musbat ionga aylantiradi. Elektron ilgari 
joylashgan joydagi bog‘lanishlarda erkin(bo‘sh) joy –