Ma’ruza. Mavzu: yarim o‘tkazgichli qurilmalar reja yarim o‘tkazgichli diodlar va tranzistorlar

Donor aralashmalar. Donor so‘zi lotincha "donare" so‘zidan olingan bo‘lib, bermoq, hadya etmoq ma’nolarini bildiradi. Xuddi meditsinadagi donor so‘zi kabi. Bu yerda ham, donor so‘zi shu ma’noda keladi, ya’ni aralashma sifatida ishlatilayotgan modda, asosiy yarim o‘tkazgich moddaga o‘zining elektronini hadya qiladi.

Yarim o‘tkazgichlar asosan davriy sistemaning IV gurux elementlari hisoblanadi. Ularga V guruxz elementlarini qo‘shish yo‘li bilan donorli aralashma hosil qilinadi. Masalan Si kremniyga, juda kam miqdorda biror aralashma, masalan As mishyak qo‘shiladi. Mishyak davriy sistemaning V guruhida joylashgan va tashqi qobig‘ida 5 ta elektron mavjud. Bu elektronlarning 4 tasi, qo‘shni kremniy atomining tashqi qobig‘idagi 4 ta elektronlar bilan kovalent bog‘lanishlar hosil qiladi, 8.11-a rasm. Natijada, mishyakning bitta elektroni kovalent bog‘lanishlarda qatnashmay, atomga kuchsiz bog‘langan bo‘lib qoladi. Ozgina tashqi ta’sir, masalan issiqlik tebranishlari natijasida bu elektron erkin elektronga aylanib, butun kristall bo‘ylab siljishi mumkin. Aralashma sifatida kiritilgan atom esa o‘zining bitta elektronini yo‘qotib musbat zaryadlangan ionga aylanib qoladi. Bu atom kristall panjaradan keta olmaydi, faqatgina tebranma harakatda qatnashadi. Shuning uchun bunday aralashma elektron

Shunday aralashmani germaniyga mishyak qo‘shib shuningdek, germaniy yoki kremniyga Sb surma yoki R fosforni

qo‘shib ham hosil qilish mumkin (6-b rasm). Aralashmada asosiy element atomlariga nisbatan donor atomlari juda oz miqdorni (10⁶ -10⁸ ta asosiy atomga 1 ta donor atomi to‘g‘ri keladi) tashkil qiladi, shuning uchun asosiy elementning kristall panjarasi buzilmaydi.

Xulosa qilib aytadigan bo‘lsak donor aralashmalar shunday xususiyatga egaki,shunday aralashmaki, uning atomi kristall panjaraga joylashib olib, asosiy element atomi energetik sathining taqiqlangan zonasida elektron hosil qiladi 7-rasm. Atomning uyg‘ongan holatida bu elektron o‘tkazuvchanlik zonasiga osongina o‘ta oladi. Chunki W_D – o‘tkazuvchanlik zonasi quyi sathi energiyasi bilan donor elektron sathi energiyasi farqi, W_Z taqiqlangan zona kengligidan juda kichik. Donor aralashmalarda bu asosiy element va donor element turlariga qarab W_D = 0,01-0,07 eV oralig‘ida bo‘ladi. Donor aralashmali atomning energetik diagrammasi 7-rasmda keltirilgan

O‘tkazuvchanlik

zonasi
Donor satxi

Valentli

zona

7-rasm. n tip o‘tkazuvchanlikning energetik diagrammasi