Elektrotexnika materiallari

Oddiy elektron yarim o’tkazgichlar 
Element Mendeleyev 
jadvalidagi 
guruhi 
Ta’qiq 
zonasining 
kengligi, eV 
Element 
Mendeleyev 
jadvalidagi va 
guruhi 
Ta’qiq 
zonasining 
kengligi, 
eV 
Bor
III 
1,10 
Oltingugurt 
VI 
1,50 
Kremniy
IV 
1,2 
Selen 
VI 
1,70 
Germaniy
IV 
0,7 
Tellur 
VI 
0,36 
Fosfor
V 
1,50 
Yod 
VII 
1,25 
Mishyak 
V 
1,20 
 
 
134
Callister,William D., Materials science and engineering: an introduction, 7th ed.p.cm/ - Printed in the United 
States of America/ John Wiley & Sons, Inc.- 2007. 463-bet. 

---

186 
4.2. Yarim o’tkazgichning o’tkazuvchanligi 
Jism o’z agregat holatini o’zgartirganda atomlarning energetik holatlari tashqi 
ta’sir orqali bir-biriga nisbatan siljiydi va ko’p miqdordagi energetik zonalar 
vujudga keladi. Dielektrik, yarim o’tkazgich va o’tkazgichlarning energetik 
diagrammalari bir-biridan keskin farq qiladi. Bu farq ulardagi ta’qiq zonalarining 
o’lchami bilan belgilanadi. Har bir jismning atomi o’zining aniq spektr chizig’iga 
ega. Turli atomlar o’zining aniq energetik holatiga ega bo’lib, ular bir energetic 
holatdan ikkinchisiga o’tganda kvant chiqaradi yoki yutadi. Agar atom katta 
energetik holatdan kichikrog’iga o’tsa, u o’zidan energiya ajratib chiqaradi va 
nurlanish sodir bo’ladi, aksincha bo’laganida esa, atom energiyani yutadi. 
Shunday qilib, atom tashqi energetik ta’sir orqali o’z holatini o’zgartiradi. 
Yarim o’tkazgichlarning ta’qiq zonalari o’tkazgich va dielektriklarning ta’qiq 
zonalari oralag’ida joylashib, mazkur zona ancha kichik va yengib o’tish uchun 
ma’lum darajali energetik ta’sir yetarlidir. Agar tashqi ta’sir etayotgan maydon 
energiyasi ta’qiq zonadagi elektronlarning energiyasi darajasiga yetsa, yarim 
o’tkazgichlarda elektr o’tkazuvchanlik sodir bo’ladi. 
To’latilgan (valent) zonadan elektron ketishi bilan uning o’rnida teshik hosil 
bo’ladi va bu teshik ekvivalent musbat zaryad sifatida maydon yo’nalishi bo’yicha 
siljiydi. Bu siljish elektronlarning maydonga teskari harakati natijasida ro’y berib, 
teshiklar siljiyotgan elektronlar bilan to’latiladi. Harorat ortishi bilan yarim 
o’tkazgichda ozod elektronlar soni ko’paya boradi, harorat mutloq nolga 
yaqinlashganda esa ularning soni nolgacha kamayadi. Agar yarim o’tkazgichda 
ozod elektron umuman bo’lmasa (T=OK), elektr potensiali ta’sir etgani bilan 
undan tok o’tmaydi. 
Elektronlarning ozod holatga o’tishi uchun sarf qilinadigan energiyani faqat 
issiqlik harakati orqali emas, balki nur, elektronlar oqimi, yadro zarralari, elektr va 
magnit maydonlari, mexanik ta’sir orqali ham yuzaga keltirish mumkin. 
O’tkazuvchanlik zonasi qoidasiga asosan, har bir atomning aniq energetik sathi 
bo’lib, unda elektronlar joylashadi. Sath gorizontal chiziq ko’rinishida ifodalanadi. 
Bunda energiya qancha katta bo’lsa, chiziq shuncha balandroq joylashadi, va 

---

187 
aksincha. Elektronlar qora nuqtalar bilan belgilanib, ular quyi energetik sathda 
joylashadi. Elektron yuqori sathga o’tishi uchun atomga qo’shimcha miqdorda 
energiya (kvant nuri, issiqlik va hokazo) ta’sir ettirilishi kerak. 
O’zaro birikib, qattiq, jism hosil qilgan ko’pgina atomlar bir-biriga ta’sir 
etishi natijasida ularning elektron sathi biroz siljiydi va oqibatda jismning 
energetik sath zonalari hosil bo’ladi. Elektronlar bilan to’latilgan zona ozod zona 
bilan birlashib (yoki kesishib), elektronlarning ozod zonaga to’xtovsiz o’tishini va 
jismda yuqori elektr o’tkazuvchanlikni ta’minlaydi. 
Dielektriklarda elektronlar bilan to’latilgan zona va ozod zonalar orasida katta 
energetik to’siq bo’lib, mazkur to’siq elektronlarning ozod (o’tkazuvchan) zonaga 
o’tishiga halaqit beradi. Faqat katta elektr maydoni (E=E
T
) ta’siridagina 
elektronlarning bir qismi ozod zonaga o’tishi natijasida dielektrikda 
o’tkazuvchanlik sodir bo’lishi mumkin. Yarim o’tkazgichlarda energetik to’siq 
kichik bo’lib, uni yengish uchun uncha katta bo’lmagan energiya talab etiladi. 
Ozod elektronlar miqdori va yarim o’tkazgichning o’tkazuvchanligi unga ta’sir 
ettirilgan energiya miqdoriga bog’liq bo’ladi. Mazkur energiya elektronlarning 
to’siqni yengib, ozod zonaga o’tishiga yordam beradi.
Qo’llanayotgan aksariyat yarim o’tkazgichlar ta’qiq zonasining kengligi (0,8-
4,0)-10
-19
J, yoki 0,5-2,5 eV ga teng. Ular valent zonalarining sathlari elektronlar 
bilan to’latilgan bo’lib, ma’lum harorat (T) ta’sirida o’tkazuvchan zonaga bir necha 
elektron o’tadi va zonada o’shancha teshik hosil bo’ladi. Natijada, har bir 
g’alayonlantirishda yarim o’tkazgichda bir vaqtning o’zida qarama-qarshi ishorali 
ikkita zaryad hosil bo’ladi. Bu holda zaryad eltuvchilarning umumiy soni 
o’tkazuvchan zonadagi elektronlar sonidan ikki marta ko’p bo’ladi: 
n
oi 
= p
oi
 ; 
 
n
oi 
+ p
oi
 = 2n
oi 
. 
Solishtirma o’tkazuvchanlik quyidagicha bo’ladi: 

---

188 

 = eu
oi 
u
n
 + ep
oi 
u
p
 
bunda: u
n
 , u
p
– mos ravishda elektron va teshikning siljituvchanligi. 
G’alayonlantirish va rekombinatsiya jarayonlari natijasida jismda (istalgan 
haroratda) g’alayonlantirilgan eltuvchilar (elektronlar yoki teshiklarning 
muvozanatlashgan miqdori qaror topadi: 
)
2
exp(
2
kT
W
N
n
o
oi


;
),
2
exp(
2
kT
W
N
p
u
oi


bunda: W- yarim o’tkazgich ta’qiq zonasi; N
B
– ozod (o’tkazuvchan) zonadagi 
yarim o’tkazgichning hajm birligidagi energetik zonadagi yarim o’tkazgichning 
hajm birligidagi energetik sathlar soni; N
B
– valent zonasidagi, xuddi shuningdek 
sathlar soni; 2 raqami N oldidagi har bir sathda ikkita elektron bo’lishini 
ko’rsatadi. Elektronlarning siljituvchanligi (u
p
) teshiklarning siljuvchanligi (u
p
) dan 
ancha katta bo’ladi, shuningdek, ularning effektiv massalari ham bir-biridan farq 
qiladi. Shu bois yarim o’tkazgichlarning elektr o’tkazuvchanligi elektron 
harakterga moyil bo’ladi.
135