Mavzu: 1 O‘zgarmas tok qonunlari. Metal, vaukum va gazlardagi elektr toki

Yarim o‘tkazgichlarning elektr o‘tkazuvchanligi
Umuman olganda yarim o‘tkazgichlarda elektr tokida ishtirok etuvchi erkin zaryad tashuvchilar elektronlar va teshiklar bo‘ladi.Ko‘p sonli tajribalar ko‘rsatadiki yarim o‘tkazgichlarning ishorasi o‘tkazuvchanlikda elektronlar ishtirok etsa yarim o‘tkazgichlarning o‘tkazuvchanligi manfiy, teshiklar ishtirok etsa manfiy ham musbat ham bo‘lishi mumkin . O‘tkazuvchanlikning ishorasi temperaturaga yorug’lik tasiriga aralashmalari va radioktiv nurlarning tasiriga bog’liq ravishda o‘zgarishi mumkin. Bazi yarim o‘tkazgichlar o‘tkazuvchanligining ishorasi faqat musbat yoki manfiy bo‘lsa bazi yarim o‘tkazgichlar esa musbat ham manfiy ham bo‘ladi. Masalan selen va mis (1) oksidi faqat teshikli o‘tkazuvchanlikka ega bo‘lsa rux oksidi va kadmiyning oltingugurt bilan birikmasi esa faqat electron o‘tkazuvchanlikka ega bo‘ladi.Germaniy, kremniy va arsenid galliy kabi qator yarim o‘tkazgichlar ularga kiritilgan aralashmalarning ximiyaviy xususiyatiga qarab elektronli yoki teshikli o‘tkazuvchanlikkka ega bo‘la oladi.
Yarim o‘tkazgichlarnimng elektr o‘tkazuvchanligi temperaturaga, aralashmalarga va boshqa energetik tasirlarga bog’liq, shuning uchun qiymati keng intervalda o‘zgaradi. O‘tkazgichlarning elektr o‘tkazuvchanligi 10⁶ 10⁸ om^-1.m^-1 oraliqda o‘zgarsa izalyatorlarda 10^-9om^-1.m^-1va bundan kichik qiymatlarga ega. Yarim o‘tkazgichlarning elektr o‘tkazuvchanligi 10^-810⁵ om^-1m^-1 intervaldagi qiymatlarni qabul qiladigan qilib olish mumkin. Metallarda elektr o‘tkazuvchanlik temperatura va aralashmalarning konsentratsiyasi ortishi bilan kamayib boradi. Bunga sabab shuki elektronlar sochilish temperaturaning ko‘tarilishi va aralashmalarning konsentratsiyasi ko‘payib borishi bilan ortib boradi.Chunki elektronlarning ionlar va kristall panjarasining nuqsonlari bilan bo‘ladigan to‘qnashish ehtimolligi kattalashadi. Natijada elektronlarning erkin yugurish yo‘li qisqara boradi. Bu o‘z navbatida elektr o‘tkazuvchanlikning kamayishiga sabab bo‘ladi. Metallarda o‘tkazuvchanlik zonasi qo‘zg’almagan, normal qisman to‘ldirilgan valentlik zonasidan iboratdir. O‘tkazuvchanlikda valentli elektronlarning hammasi ishtirok eta oladi. Shuning uchun tashqi energetik tasirlar elektronlarning kosentratsiyasiga tasir ko‘rsata olmayd.Yarim o‘tkaz gichlarda zaryad tashuvchilar tartibsiz harakatda bo‘lganligi uchun ixtiyoriy yo‘nalishni olaylik, shu yo‘nalishdagi zaryad tashuvchilarning soni va o‘rtacha tezligi boshqa yo‘nalishdagilar bilan bir xilda bo‘ladi. Yani elektr maydoni nolga teng bo‘lgan vaqtda hamma yo‘nalishdagi zaryad tashuvchilar tezliklar bo‘yicha bir xil taqsimlangandir. Agar elektr maydoni E noldan farqli bo‘lsa, tezliklar bo‘yicha bo‘lgan simmetrik taqsimot buziladi. natijada elektr maydon kuchi tasiri yo‘nalishda zaryad tashuvchilarning o‘rtacha tezligi boshqa yo‘nalishlardagiga qaraganda kata bo‘lib, shu kuch yo‘nalishida zaryad ko‘cha boshlaydi yani yarim o‘tkazgichda elektr toki hosil bo‘ladi. Yarim o‘tkazgichlarda zaryad tashuvchilarni erkin zaryad tashuvchilar deb olish uchun uning massasi o‘rniga effektiv masani olishimiz lozim chunki yarim o‘tkazgichlarda o‘tkazuvchanlik zonasidagi elektronlar va valentlik zonasidagi teshiklar erkin harakat qila olmaydi. Ular hamma vaqt kristall panjaraning davriy maydoni ytasirida bo‘adilar. Shuning uchun zaryad tashuvchilarning haqiqiy massasi o‘rniga effektiv massani olsak, krizstall panjara davriy maydon tasirini ham hisobga olib, elektron va teshikni erkin zaryad tashuvchilar deb qarasak xato qilmaymiz. Yarim o‘tkazgich tashqi maydon tasirida bo‘lsa, zaryad tashuvchiga tasir etayotgan kuch