Mavzu: muvozanat va nomuvozanat holatlardagi zaryad tashuvchilar

I.BOB Yarimo’tkazgichlarda erkin zaryad tashuvchilar.
1.1 Erkin zaryad tashuvchilarning asosiy xossalari
Mutloq noldan farqli temperaturalarda elektronlarning issiqlik ta’sirida uyg’onishi va ularning valent zonadagi holatdan o’tkazuvchanlik zonasidagi holatlardan biriga o’tishi ma’lum ehtimollikka ega. Xuddi shuningdek, elektron donor aralashma sathidan o’tkazuvchanlik zonasiga yoki valent zonadan aktseptor kirishmasi sathiga o’tishi ham mumkin.
O’tkazuvchanlik zonasidagi holatlardan birida turgan elektron o’zini erkin zaryad tashuvchidek namoyon etadi, zero bu zonadagi holatlar kvaziuzluksiz (deyarli uzluksiz) bo’lgani uchun, elektronning holati juda kichik elektrik maydon ta’sirida ham o’zgarishi mumkin. Bunday elektronlar o’tkazuvchanlik elektronlari deb ataladi.
Xususiy yarimo’tkazgich valent zonasidagi elektronlar tizimidan bir nechtasi o’tkazuvchanlik zonasiga o’tib ketsa, bu tizimda elektronlarning vakant (bo’sh) holatlari yuzaga keladi. Bunday sharoitda yarimo’tkazgichga tashqi elektrik maydon berilsa, valent elektronlar bu maydonga mos yo’nalishda ko’chib shu vakant holatlarga o’tishlari mumkin. SHunday qilib, tashqi elektrik maydon butun valent elektronlar tizimining holatini o’zgartiradi, ya’ni vakant holatlarning ko’chishini yuzaga keltiradi. Ya’ni, valent zonada ham o’ziga xos erkin zaryad tashuvchilar paydo bo’ladi.
Bunday erkin zaryad tashuvchilarning o’ziga xos xususiyatlari shundan iboratki, valent zonadan o’tkazuvchanlik zonasiga o’tgan elektronlarning soni qancha bo’lsa, zaryad tashuvchilar soni ham shuncha bo’ladi. Ikkinchidan, bu erkin zaryad tashuvchilarning zaryadi elektron zaryadiga teng va ishorasi jihatdan unga teskari, ya’ni musbat ishoralidir. Normal valent elektronlarning to’la bo’lmagan tizimi xususiyatini to’la ravishda ifodalovchi bunday zarralar soni yarimo’tkazgich valent zonasidagi vakant holatlar soniga tengdir. Bunday kvazizarra o’tkazuvchanlik kovagi degan nom bilan yuritiladi.
O’tkazuvchanlik elektronlari bilan kovaklarning zaryadlari miqdoran o’zaro teng, ishora jihatdan esa teskaridir, ya’ni va . Ular turli xil samaraviy - m_n va m_p massalarga ega. Ular _n va _p-o’rtacha yashash vaqtlari davomida mavjud bo’ladilar. Ularning harakati erkin yugurish yo’llari - l_n va lp harakatchanliklari _n va _p diffuziya yo’li uzunliklari L_n va L_p bilan tasiflanadi. O’tkazuvchanlik elektronlari va kovaklarning yarimo’tkazgichdagi kontsentratsiyasi temperaturaga, kirishmaviy atomlar kontsentratsiyasiga, elektrik maydon kuchlanganligiga, yarimo’tkazgichga ta’sir ko’rsatayotgan yorug’lik yoki boshqa tashqi omillarning jadalligiga bog’liq.