86
Shu yo’sinda mazkur yarimo’tkazgich uchun harakatchan zaryad
tashuvchilarning qaysi tipi asosiy, qaysinisi asosiy emasligi ta’kidlanadi.
Kirishmalar mavjudligidagi (ya’ni kirishmali) elektr o’tkazuvchanliklar kristallda
avvalgidek ikki tipdagi tashuvchilar qolaveradi: yarimo’tkazgichga
asosan
kirishmalar kiritish hisobiga paydo bo’lgan asosiy tashuvchilar va issiqlik harakati
taqozo qilgan asosiy bo’lmagan tashuvchilar bo’ladi. Muayyan yarimo’tkazgich
uchun ma’lum temperaturada
dagi elektronlar soni (konsentratsiyasi) n va
kovaklar soni p ko’paytmasi o’zgarmas miqdorlari soni bo’lishini ta’kidlab o’tish
lozim. Bu kirishmalarni kiritish hisobiga mazkur tipdagi tashuvchilar
konsentratsiyasini bir necha marta orttirib, boshqa tipdagi tashuvchilar
konsentratsiyasini o’shancha marta kamaytirish demakdir. Yarimo’tkazgichlaming
yuqorida bayon qilinganlardan kelib chiqadigan
muhim xossasi ularning
temperaturaga va nurlanishga kuchli sezgirligidir. Temperatura ko’tarilgan sari
kristallda atomlaming tebranishlari o’rtacha energiyasi ortadi va tobora ko’proq
miqdorda bog’lanishlar uziladi. Tobora yangi va yangi elektronlar hamda kovaklar
juftlari paydo bo’ladi. Yetarlicha yuqori temperaturalarda xususiy issiqlik
o’tkazuvchanlik kirishma o’tkazuvchanligi bilan tenglashadi, hatto undan oshib
ketadi. Kirishmalar konsentratsiyasi qancha yuqori bo’lsa, bu effekt shuncha
yuqoriroq temperaturada sodir bo’ladi.
Agar yorug’lik kvantlari energiyasi yarimo’tkazgichdagi bog’lanishlarni
uzib yuborish uchun yetarli bo’lsa, u holda yarim o’tkazgichli yorug’lik
bilan
nurlantirib ham bog’lanishlarni uzib yuborish mumkin. Turli yarimo’tkazgichlarda
bog’lanishlarni uzish energiyasi turlicha, shuning uchun ular nurlanish spektrining
u yoki bu uchastkasini turlicha sezadi.
Yarimo’tkazgichlarning bu eng muhim xossalaridan vazifasi va qo’llanish
sohasi turlicha bo’lgan yarimo’tkazgich asboblar yaratishda foydalaniladi. Birinchi
bo’lib amaliy qo’llana boshlangan yarimo’tkazgich material selen bo’lgan edi.
Hozirgi vaqtda germaniydek yarimo’tkazgichni ortda qoldirib eng ko’p
qo’llanilayotgan yarimo’tkazgich — bu kremniydir. Selen, germaniy va kremniy
87
elementar yarimo’tkazgichlar, ya’ni D. I. Mendeleyev davriy sistemasi elementlari
bo’lgan yarimo’tkazgichlar turkumiga taalluqli.
Germaniy va kremniy bilan bir qatorda davriy sistemaning III va V, II va IV,
II va VI guruhlari elementlarining murakkab birikmalari tobora keng
qo’llanilmoqda. Bu yerda, masalan, galliy bilan margimush (galliy arsenidi), galliy
bilan fosfor, kadmiy, simob bilan tellur birikmalarini va boshqa birikmalarni esga
olish lozim. Yarimo’tkazgichlarga zarur xossalar beradigan kirishmalar sifatida
bor, fosfor, indiy, margimush, surma va boshqa ko’p elementlar ishlatiladi.
Yarimo’tkazgichga kiritiluvchi kirishmalarning odatdagi miqdori prosentning o’nli
va yuzli ulushlari orasida bo’ladi.
Muntazam kristall panjarali (monokristall)
hamda kirishmaning zarur
miqdori va taqsimoti qat’iy nazorat qilinuvchi yarimo’tkazgich kristallarni hosil
qilish - maxsus tozalikka rioya qilingan sharoitda yuqori darajada aniq va
murakkab asbob-uskunalar ishlatiladigan juda ham murakkab texnologik jarayon.
Yuqorida bayon qilingan barcha jarayonlarni zonalar nazariyasi yordamida
tushuntirish mumkin. Qattiq jismlarning o’tkazuvchanligi kvant nazariyasi zonalar
nazariyasiga asoslangan. Qattiq jismlarda elektronlar faqat muayyan qiymatli
energiyalarga ega bo’la oladi. Sathlar
zonalarni tashkil qiladi, ular bir- biridan
zonaga tegishli energiya oraliqlari bilan ajralgan bo’ladi.
Metallarda zonalar yo o’zaro ustma-ust tushgan yoki elektronlar bilan chala
to’ldirilgan bo’ladi. Metallda ham elektr maydon ta’sirida elektron sathdan sathga
erkin o’tadi, chunki zonadagi sathlar orasidagi masofa
elektronning
manbaning elektr maydonida oladigan energiyasi esa
eV. Sathdan
sathga o’tishning osonligi elektronning erkin harakatini bildiradi.
Yarimo’tkazgichlar va izolyatorlarda to’ldirilgan energiya zonasini bo’sh
zonadan kengligi bir necha elektronvoltga yetadigan energiya
tirqishi taqiqlangan
zona ajratib turadi. Bu taqiqlangan zona orqali elektronlar issiqlik energiyasi
hisobiga o’tib ketishi mumkin. Temperatura ortishi bilan bunday o’tishlar ehtimoli
88
ortadi. Shuning uchun temperatura ko’tarilgan sari yarimo’tkazgichlar va
dielektriklarning o’tkazuvchanligi oshadi, bu ularning metallardan muhim farqidir.
Izolyatorlar vayarimo’tkazgichlarning hir-biridan farqi quyidagicha: izolyatorlarda
taqiqlangan
zona
yarimo’tkazgichlardagidan
keng.
Bundan
tashqari,
yarimo’tkazgichlarda kirishma o’tkazuvchanligi muhim rol o’ynaydi, bu holda
yarimo’tkazgichning kristall panjarasiga kirib olgan kirishma atomlari tufayli
taqiqlangan zonada qo’shimcha sathlar paydo bo’ladi.
Metallarda solishtirma qarshilik (odatda, xuddi shu kattalik bilan qattiq
jismning o’tkazuvchanlik xossalari xarakterlanadi)
xona temperaturasida
Ω*m dan (kumushda)
Ω*m gacha (vismutda) oraliqda
bo’ladi. Yarimo’tkazgichlar turkumiga solishirma qarshiligi
dan
Ω*m
gacha bo’lgan materiallar kiradi. Izolyatorlar
Ω*m gacha solishtirma
qarshilikka ega bo’ladi. SI da o’tkazuvchanlik siemens (Sm) birliklarda o’lchanadi.
Dostları ilə paylaş: