Yarim o’tkazgichlarda zonalar nazariyasi

o‘tkazgichlar hisoblanadi.
O‘tkazgich materiallarning tok o‘tkazishi quyidagicha tushuntiriladi.
Yakkalangan atomdagi elektronlar bir energiyaviy sathdan boshqasiga
o‘tgani kabi kristalldagi elektronlar ham bundan mustasno emas va hatto
bir energiyaviy zonadan boshqasiga o‘tishi ham mumkin.
Elektronning quyi sathdan yuqori sathga o‘tishi ikkita shart bo‘lishini taqazo etadi: zonaning yuqori qismida bo‘sh energiyaviy sath bo‘lishi va elektronlarga taqiqlangan sath kengligiga teng yoki katta bo‘lgan
qo‘shimcha energiya berilishi kerak. O‘tkazgich materiallarning o‘tkazuvchanlik zonasining yuqori qismlarida bo‘sh sathlar bo‘lishini aytib
o‘tdik. Agar kristallni tok manbaiga ulasak, o‘tkazuvchanlik zonasining
quyi sathlaridagi elektronlar tok manbasining ishi tufayli energiyalari
ortib yuqoriroq sathlarga o‘tadi. Shu tariqa elektronlarning tartibli
harakati vujudga keladi, ya’ni elektr toki vujudga keladi. O‘tkazuvchanlikning ushbu turi ishqoriy metallarda kuzatiladi.

2. Valent va o‘tkazuvchanlik zonalari orasida taqiqlangan zona E

saqlanib qolgan bo‘ladi. Ammo kristallda oxirgi o‘tkazuvchanlik zonasining quyi sathlarida elektronlar bo‘lib, yuqori sathlari bo‘sh qolgan
(7.15- b rasm). Albatta energiyaviy zonalari bunday tuzilishga ega bo‘lgan materiallar ham hozirgina qilgan mulohazalarga ko‘ra, elektr tokini
yaxshi o‘tkazadi va o‘tkazgichlar hisoblanadi. Elektr o‘tkazuvchanlikning bu tipiga ega bo‘lgan materiallarga Mendeleyev davriy sistemasining I guruh metallari misol bo‘ladi. Ba’zi kristallarda esa o‘tkazuvchanlik zonasida butunlay elektronlar bo‘lmasdan valent zonasining quyi
sathlarida elektronlar bo‘lib, yuqori sathlari bo‘sh bo‘ladi. Albatta
bunday kristallar ham o‘tkazgich bo‘ladi. Chunki valent zonasining quyi
sathlaridagi elektronlar elektr maydoni ta’sirida yuqori sahlarga o‘tishi
sodir bo‘ladi. Ko‘pgina metallarda elektr o‘tkazuvchanlik mana shunday
mexanizm orqali sodir bo‘ladi. O‘tkazgichlarda erkin (o‘tkazuvchanlik)
elektronlarining zichligi juda katta hajm birligida kamida (bir valentliatomlardan tuzilgan o‘tkazgich materiallarda) kristallni tashkil qilgan
hajm birligidagi atomlar soniga teng bo‘ladi (1 sm3 hajmda 1023 ta) va
temperaturalari ortishi bilan sezilarli o‘zgarmaydi. Ammo temperatura
ortishi kristall panjaradagi atomlarning issiqlik tebranishlarining amplitudasini ortishiga olib keladi. Bu esa tebranayotgan atomlarda erkin
elektronlarning kuchliroq sochilishiga, binobarin, o‘tkazgich materiallarda temperatura ortishi bilan elektr qarshiligi ortadi.
3. Agar kristalldagi valent zona sathlari elektronlar bilan to‘lgan
bo‘lib, yuqorigi bo‘sh zonagacha bo‘lgan taqiqlangan zona kengligi 2 eV
atrofida bo‘lsa (7.15- rasm, c), tashqi elektr maydoni ta’sirida quyi
(valent) zonadagi elektronlar navbatdagi bo‘sh zonaga o‘ta olmaydi va
tok hosil bo‘lmaydi. Ammo kristall temperaturasi T>0 bo‘lgan hollarda
issiqlik energiyasi tufayli valent zonadan bir muncha kam miqdordagi
elektronlar yuqorigi bo‘sh zonaga o‘tib zaif o‘tkazuvchanlikni hosil
qiladi. Bu holda bo‘sh zona o‘tkazuvchanlik zonasiga aylanadi. Bunday
materiallar