Muhammad al-xorazmiy nomidagi toshkent axborot texnologiyalari universiteti qarshi

3-Mavzu:
 Erkin zaryad tashuvchilarning muvozanat holatdagi 
konsentratsiyasi. 
Reja: 
1. Qattiq jism zonalar nazariyasi elementlari. 
2. Yarimoʼtkazgichlar elektr oʼtkazuvchanligi. 
3. Erkin zaryad tashuvchilarning muvozanat holatdagi kontsentratsiyasi. 
Zamonaviy elektronika qurilmalari yarim oʼtkazgichli materiallardan tayyorlanadi. 
Yarim oʼtkazichlar kristall, amorf va suyuq boʼladi. Yarim oʼtkazgichli texnikada asosan 
kristall yarim oʼtkazgichlar (1010 asosiy modda tarkibida bir atomdan ortiq boʼlmagan 
kiritma monokristallari) qoʼllaniladi. Odatda yarim oʼtkazgichlarga solishtirma elektr 
oʼtkazuvchanligi metallar va dielektriklar oraligʼida boʼlgan yarim oʼtkazgichlar kiradi 
(ularning nomi ham shundan kelib chiqadi). Xona temperaturasida ularning solishtirma 
elektr oʼtkazuvchanligi 10-8dan 105gacha Sm/m (metrga Simens)ni tashkil etadi. 
Metallarda =106-108 Sm/m, dielektriklarda esa
=10-8-10-13 Sm/m. Yarim oʼtkazgichlarning asosiy xususiyati shundaki, temperatura 
ortgan sari ularning solishtirma elektr oʼtkazuchanligi ham ortib boradi, metallarda esa 
kamayadi. 
Yarim oʼtkazgichlarning elektr oʼtkazuvchanligi yorugʼlik bilan nurlantirish va 
hatto juda kichik kiritma miqdoriga bogʼliq. Yarim oʼtkazgichlarning xossalari qattiq 
jism zona nazariyasi bilan tushuntiriladi. 
Har bir qattiq jism koʼp sonli bir-biri bilan kuchli oʼzaro taʼsirlashayotgan atomlardan 
tarkib topgan. Shu sababli bir boʼlak qattiq jism tarkibidagi atomlar majmuasi yagona 
tuzilma deb qaraladi. Qattiq jismda atomlar bogʼliqligi atomning tashqi qobigʼidagi 
elektronlarni juft boʼlib birlashishlari (valent elektronlar) natijasida yuzaga keladi. 
Bunday bogʼlanish kovalent bogʼlanish deb ataladi. 
Аtomdagi biror elektron kabi valent elektron energiyasi W ham diskret yoki 
kvantlangan boʼladi, yaʼni elektron energetik sath deb ataluvchi biror ruxsat etilgan 

---

energiya qiymatiga ega boʼladi. Energetik sathlar elektronlar uchun taʼqiqlangan 
energiyalar bilan ajratilgan. Ular taʼqiqlangan zonalar deb ataladi. Qattiq jismlarda 
qoʼshni elektronlar bir-biriga juda yaqin joylashganligi uchun, energetik sathlarni siljishi 
va ajralishiga olib keladi va natijada ruxsat etilgan energetik zonalar yuzaga keladi. 
Energetik zonada ruxsat etilgan sathlar soni kristaldagi atomlar soniga teng boʼladi. 
Ruxsat etilgan zonalar kengligi odatda bir necha elektron – volьtga teng (elektron – 
volьt – bu 1V ga teng boʼlgan potentsiallar farqini yengib oʼtgan elektronning olgan 
energiyasi). Ruxsat etilgan zonadagi minimal energiya sathi tubi (Wc), maksimal 
energiya esa shipi (Wv) deb ataladi. 
Quyidagi rasmda yarim oʼtkazgichning zona diagrammasi keltirilgan. Taʼqiqlangan zona 
kengligi Wt yarim oʼtkazgichning asosiy parametri boʼlib hisoblanadi.
Elektronikada keng qoʼllaniladigan yarim oʼtkazgichlarning taʼqiqlangan zona 
kengliklari Wt (eV) quyidagiga teng: germaniy uchun – 0,67, kremniy uchun – 1,12 va 
galliy arsenidi uchun -1,38. 
Dielektriklarda taʼqiqlangan zona kengligi 
Wt 2 eV, metallarda esa ruxsat 
etilgan zonalar bir – biriga kirib ketgan boʼladi, yaʼni mavjud emas. 
Yuqoridagi ruxsat etilgan zona oʼtkazuvchanlik zonasi deb ataladi, yaʼni mos 
energiyaga ega boʼlgan elektronlar, tashqi elektr maydoni taʼsirida yarim oʼtkazgich 
hajmida harakatlanishlari mumkin, bunda ular elektr oʼtkazuvchanlik yuzaga keltiradilar. 
Oʼtkazuvchanlik zonasidagi biror energiyaga mos keladigan elektronlar oʼtkazuvchanlik 
elektronlari yoki erkin zaryad tashuvchilar deb ataladilar. Quyidagi ruxsat etilgan zona 
valent zona deb ataladi. 
Yarim oʼtkazgichli elektronika maxsulotlarining deyarli 97 % kremniy asosida 
yasaladi. Quyidagi – rasmda kiritmasiz kremniy panjarasining soddalashtirilgan modeli 

---

(a) va uning zona energetik diagrammasi (b) keltirilgan. Аgar yarim oʼtkazgich kristalli 
tarkibida kiritma umuman boʼlmasa va kristall panjaraning tuzulmasida nuqsonlar 
(boʼsh tugunlar, panjara siljishi va boshqalar) mavjud boʼlmasa, bunday yarim 
oʼtkazgich xususiy deb ataladi va i harfi bilan belgilanadi. 
Yuqoridagi rasmdan koʼrinib turibdiki, kremniy xususiy kristallida uning 
atomining toʼrtta valent elektroni kremniyning qoʼshni atomining toʼrtta elektroni bilan 
bogʼlanib, mustahkam sakkiz elektronli qobiq (toʼgʼri chiziq) hosil qiladi. 0 K 
temperaturada bunday yarim oʼtkazgichda erkin zaryad tashuvchilar mavjud boʼlmaydi. 
Lekin temperatura ortishi bilan yoki yorugʼlik nuri tushirilganda kovalent 
bogʼlanishlarning bir qismi uziladi va valent elektronlar oʼtkazuvchanlik zonasiga oʼtish 
uchun yetarlicha energiya oladilar (yuqoridagi b-rasm). 
Natijada valent elektron erkin zaryad tashuvchiga aylanadi va kuchlanish taʼsir 
ettirilsa, u tok hosil qilishda ishtirok etadi. Elektron yoʼqotilishi natijasida atom musbat 
ionga aylanadi. 
Bir vaqtning oʼzida valent zonada boʼsh sath hosil boʼladi va valent elektronlar 
oʼz energiyalarini oʼzgartirishlariga, yaʼni valent zonasining biror ruxsat etilgan sathidan 
boshqasiga oʼtishiga imkon yaratiladi. Shunday qilib, u tok hosil boʼlish jarayonida 
qatnashishi mumkin. Temperatura ortgan sari koʼproq valent elektronlar oʼtkazuvchanlik 
zonasiga oʼtadilar va elektr oʼtkazuvchanlik ortib boradi. 
Valent zonadagi erkin energetik sath yoki erkin valent bogʼlanish qovakli deb 
ataladi va u elektron zaryadining absolyut qiymatiga teng boʼlgan erkin musbat zaryad 
tashuvchi hisoblanadi. Kovakning harakatlanishi valent elektroni harakatiga qarama – 
qarshi boʼladi. 
Shunday qilib, atomlar orasidagi kovalent bogʼlanishning uzilishi bir vaqtning 
oʼzida erkin elektron va elektron ajralib chiqqan atom yaqinida kovak hosil boʼlishiga 
olib keladi. Elektron – kovak juftligining hosil boʼlish jarayoniga zaryad tashuvchilar 
generatsiyasi deb ataladi. Аgar bu jarayon issiqlik taʼsirida amalga oshsa, u issiqlik 
generatsiyasi deb ataladi. Oʼtkazuvchanlik zonasida elektronning hosil boʼlishi va valent 
zonasida kovakning yuzaga kelishi 1.2 b-rasmda mos ishoralar yordamida aylanalar 

---

koʼrinishida tasvirlangan. Strelka yordamida elektronning valent zonasidan 
oʼtkazuvchanlik zonasiga oʼtishi koʼrsatilgan. 
Generatsiya natijasida yuzaga kelgan elektronlar va kovaklar yarim oʼtkazich 
kristallida yashash vaqti deb ataladigan biror vaqt mobaynida tartibsiz harakatlanadilar, 
soʼngra erkin elektron toʼliq boʼlmagan bogʼlanishni toʼldiradi va bogʼlanish hosil 
boʼladi. Bu jarayon rekombinatsiya deb ataladi. 
Oʼzgarmas temperaturada (boshqa tashqi taʼsirlar mavjud boʼlmaganda) kristall 
muvozanat holatda boʼladi. Yaʼni, generatsiyalangan zaryad tashuvchilar juftligi soni 
rekombinatsiyalangan juftliklar soniga teng boʼladi. Birlik hajmdagi zaryad tashuvchilar 
soni, yaʼni ularning kontsentratsiyasi, solishtirma elektr oʼtkazuchanlik qiymatini beradi. 
Xususiy 
yarim 
oʼtkazgichlarda 
elektronlar 
kontsentratsiyasi 
kovaklar 
kontsentratsiyasiga teng boʼladi (ni= pi). n (negative soʼzidan) va p (positive soʼzidan) 
harflari mos ravishda elektron va kovakka mos keladi. Kiritmasiz yarim oʼtkzgichda 
hosil boʼlgan elektron va kovaklar xususiy erkin zaryad tashuvchilar va ularga 
asoslangan elektr oʼtkazuvchanlik esa – xususiy elektr oʼtkazuvchanlik deb ataladi.