Электроника асослари. Ўқув қўлланма. Боходир Хошимович Каримов

кенглиги (DW) билан аниқланади. 2.2 расмда ўтказгичлар, ярим ўтказгичлар ва диэлектрикларнинг энергетик зона диаграммалари келтирилган. Уй харакатида металларда тақиқланган зона нолга яқин, диэлектрик материалларда 3—7 ЭВ (олмос) ва ярим ўтказгичларда эса 0,5 – 2,5 ЭВ (германий DW = 0,66 ЭВ, кремний DW = 1,14 ЭВ) ни ташкил этади. Ковалент боғланишдан чиқиб кетган электрон эркин бўлиб қолади ва у кристалл бўйича тартибсиз харакатланади.

      2.2 – расм. Энергетик зоналар, а – ўтказгичларники; б – ярим-ўтказгичларники; в – диэлектрикларники: 1 – ўтказувчанлик зона; 2- валент зона; 3 – тақиқланган зона.

      Бу электроннинг энергияси ўтказувчанлик зонасидаги энергетик сатхлар қиймати билан аниқланади. Энергия ортиши билан, соф ярим ўтказгичда электрон валент зонанинг юқори сатхидан ўтказувчанлик зонасига ўтади. Бунга хусусий ўтказувчанлик дейилади. Валент зонасидан электрон чиқиб кетганда, унда «тешик» деб аталувчи бўш (вакант) ўрин хосил бўлади (2.3- расм). Эркин электрон бошқа заррачалар билан тўқнашганда, ўз энергиясининг бир қисмини сарфлайди ва бу энергия сатхида яна ковалент боғланишга киришади.

      Бу ходисага рекомбинация жараёни дейилади. Электрон – тешик жуфтларининг хосил бўлиш жараёни, параллел равишда ўтади ва иссиқлик мувозанатида эркин электронларнинг сони ўрта хисобда ўзгармас сақланади. Атом билан боғланган электроннинг энергияси сатхдан ортиқроқ бўлса:

      2.3 расм. Электрон – тешик жуфтларининг хосил бўлиши. а – германий, б – энергетик диаграмма: 1 – ўтказувчанлик зона, 2 – тақиқланган зона, 3 – валент дона, 4 – электрон – тешик жуфтларининг хосил бўлиши.

      Валент зонасидаги вакант (бўш) сатхга ўтиши ва заряд ташувчи бўлиши мумкин. Соф ярим- ўтказгичларда заряд ташувчилар концентрацияси, яхни эркин электрон ва тешиклар сони бир сантиметр кубда 10¹⁷ та бўлиб, солиштирма электр қаршилиги 0,65 Ом м (германий) дан 10 Ом м (селен) гача бўлади. Ярим ўтказгичдаги жараёнларни моделлаштириш қулай бўлиши учун, боғланган электронлар харакати ўрнига заряд ва массалари электронларникига тенг, лекин ишораси қарама – қарши бўлган квази заррача – тешиклар харакати текширилади. Уларнинг харакат йўналиши электронлар харакати йўналишига тескари олинади. Заряд ташувчилар – электрон ва тешиклар харакати умумий холда, иккита компонентдан ташкил топади: концентрацияси кам бўлган йўналишида вужудга келаётган тартибсиз харакат – диффузия ва ташқи электр майдон таъсиридаги харакат – дрейфдан иборат. Соф яримўтказгич иштирокида кўриб ўтилган холат унга жуда оз миқдорда (10^—4 … 10^—6%) аралашма қўшилиши туфайли кескин ўзгариб кетади. Масалан, германий кристалл панжарасида беш валентли мишьяк атоми (расм 2.4 а-расм) аралашмаси бўлса, унинг валент боғланган тўртта электронлари германий атомлари билан ковалент боғланиш ўрнатишда иштирок этади. Бешинчи электрон атом билан кристалл панжарада мустахкам алоқада бўлмай, эркин электрон бўлиб қолади. Аралашманинг бешинчи «ортиқча» электрони