13- ma’ruza Kirishmali yarim o’tkazgichlar

b. Akseptor energetik sathlar
Yana faraz qilaylik, kremniy kristall panjarasidagi bir qism kremniy atomlari o’rnini 3 valentli Bor atomlari egallagan bo’lsin. 4 ta qo’shni atomlar bilan kovalent bog’lanishni hosil qilish uchun Bor atomiga bitta elektron yetishmaydi. Bu yetishmaydigan eyektronni qo’shni kremniy atomlaridan olishi mumkin. Bu holda ham qo’shimcha elektronni olish uchun taxminan E_a » 0,01 eV energiya zarur bo’ladi.
To’ldirilmagan bog’lanish kovakni eslatadi va kremniyning valent sohasida bo’sh vakant holatni hosil qiladi. 49.4 – rasmda Bor kirishma atomiga ega bo’lgan kremniyning sohaviy tuzilishi tasvirlangan.
Valent sohasi shipining yaqinida E_a » 0,01 eV masofada Bor atomining elektronlar egallamagan energetik sathi joylashgan. Nisbatan yuqori bo’lmagan temperaturalarda valent sohasidagi elektronlar bu energetik sathlarga o’tib, Bor atomlari bilan bog’lanish hosil qiladi va kristall panjarada harakat qilish ehtimolligini yo’qotadilar, elektr o’tkazuvchanlikda ishtirok etaolmaydilar.

13.4 – rasm. Kremniy kristall panjarasida Bor atomini joylashishi
Musbat zaryad tashuvchilar faqat valent sohasida hosil bo’lgan kovaklardan iborat bo’ladi.
Yarimo’tkazgichning valent sohasidan elektronlarni tortib oluvchi kirishmalar – akseptorlar, ularning energetik sathlari – akseptor sathlar deb ataladi.
Akseptorlarga ega bo’lgan yarim o’tkazgichlar kovakli yarimo’tkazgichlar yoki p – tipli yarimo’tkazgichlar deb ataladi.
13.2 Aralashmali yarimo’tkazgichlarda Fermi sathi
holati va zaryad tashuvchilar konsentrasiyasi
13.5 - rasmda n – tipli yarimo’tkazgichda Fermi sathining temperaturaga bog’liq o’zgarishi keltirilgan.
a. Past temperaturalar sohasi
Past temperaturalarda kristall panjaraning issiqlikdan tebranishi o’rtacha energiyasi Eg taqiqlangan soha kengligidan juda sezilarli kichikdir, natijada bu tebranishlar valent elektronlarini qo’zg’ataolmaydi va o’tkazuvchanlik sohasiga uzataolmaydi.
Energiyasi E_d ~ 0,01 eV bo’lgan donor sathlaridan elektronlarni o’tkazuvchanlik sohasiga uzatish uchun zarur

13.5 – rasm. Kirishmali yarim o’tkazgich Fermi sathining temperaturaga bog’liq o’zgarishi
bo’lgan temperatura deyarli bir necha Kelvin graduslaridan boshlanadi. Bu past temperaturalar sohasida n – tipli yarimo’tkazgichda, Fermi sathi holatini aniqlovchi ifoda quyidagi shart orqali topiladi n = N_d:
, (13.2.1)
bu yerda ga tengdir, E_c = 0.

(49.2.1) –ifodani m ga nisbatan yechsak quyidagiga ega bo’lamiz:

, (13.2.2)
Juda past temperaturalarda quyidagi holat kuzatiladi:
,
bu holda Fermi sathi holati quyidagi ifoda bilan aniqlanadi:
, (13.2.3)
Xuddi shunga o’xshash, p – tipli yarimo’tkazgichda Fermi sathi quyidagi ifoda bilan aniqlanadi:
, (13.2.4)
bu yerda ga teng, E_a – akseptor energetik sathi, E_a – akseptorlar konsentrasiyasi. (13.2.3) – ifodadagi Fermi sathining temperaturaga bog’liq chizmasi 13.5 – rasmda keltirilgan.
Elektronlar va akseptorli yarimo’tkazgichlardagi Fermi sathi ifodalaridan foydalanib, shu yarimo’tkazgichlardagi elektron va kovaklar konsentrasiyalari ifodalariga ega bo’lamiz.
, (13.2.5)
,