O‘zbekiston respublikasi oliy va o‘rta maxsus ta’lim vazirligi m. M. Nishonova elektronikaning fizik asoslari o‘quv qo

12-rasm. Donorli yarim o‘tkazgichning energetik sxemasi.
Mendeleyevning elementlar davriy jadvalidagi 3- gruppa elementlari germaniy va krem­niy elementida aralashma sifa­tida ishtirok etsa, ular ener­getik sxemada man qilingan zonada valentlik zonasining yuqorisiga yaqin joyda qo‘shimcha energetik satxni hosil qiladi. Bular bilan valentlik zonasi orasidagi energetik masofa ham juda kichik bo‘lib, valentlik zonasidagi elektronlar aralashmalarning energetik satxga ozgina issiqlik energiya hisobiga chiqa oladi. Aralashmalarda energetik satxga chiqib olgan elektronlar elektr o‘tkazuvchanlikda ish­tirok eta olmaydilar, ularning qoldirgan o‘rni — harakatchan teshik bo‘lib hisoblanib, elektr o‘tkazuvchan­likda ishtirok eta oladilar.
Past haroratlarda aralashmalarning energetik satxi bo‘sh bo‘ladi, harorat ortishi bilan ular to‘la boshlaydi. Uy haroratsida butunlay to‘lgan deb qarasak bo‘ladi.
Man qilingan zonada (valentlik zonasining yuqorisiga yaqin joyda) energetik satxni hosil qiladigan yarim o‘tkazgichlarni teshikli yarim o‘tkazgichlar, ara­lashmalarni esa akseptorlar deb yuritiladi (13-rasm).

13-rasm. Akseptorli yarim o‘tkazgichning energetik sxemasi.
Aralashmalarning konsentratsiyasi dan katta bo‘lsa, ularning energetik satxlari parchalanib energetik zonani hosil qiladilar. Bu hodisa yarim o‘tkazgich man qilingan zonasi energetik kengligining kamayishiga olib keladi va uning elektrik xossalarini o‘zgartirib yuboradi.Aralashmalar donorlar bo‘ladigan bo‘lsa, ularning energetik zonasi yarim o‘tkazgichning o‘tkazuvchanlik zonasi bilan, akseptorlar bo‘lsa, energetik zonasi valentlik zonasi bilan tutashib ketishi mumkin. Bu esa, man qilingan zonaning energetik kengligini kamaytirib yuboradi.
Bunday hollarda, yarim o‘tkazgichlar aynigan holatda bo‘lib, elektron va teshiklar Fermi-Dirak statistikasiga bo‘ysunadigan bo‘lib qoladi.

2.5. Yarim o‘tkazgichlarda elektronlarning statistikasi

Termodinamik muvozanat mavjud bo‘lganda, teshiklar va elektronlar soni faqat harorat, tarmoqli strukturasining parametrlari va elektr faol ifloslanishlar konsentratsiyasi bilan aniqlanadi. Raqamni hisoblashda, zarrachalarning bir qismi o‘tkazgichda (akseptor yoki donor darajasida) bo‘ladi deb taxmin qilinadi. Bundan tashqari, bir qism valentli hududdan chiqib ketishi mumkinligi va bo‘shliqlar mavjudligini hisobga oladi. Yarim o‘tkazgichlarda elektronlar bilan bir qatorda, ionlar ham zaryadlovchilar sifatida harakat qilishlari mumkin. Aksariyat hollarda ularning elektr o‘tkazuvchanligi juda kamdir. Istisno sifatida, faqatgina ion supero‘tkazuvchilar keltirilgan bo‘lishi mumkin. Yarim o‘tkazgichlarda elektron uzatishning uchta asosiy mexanizmi mavjud:

1. 
   Asosiy hudud zonasi. Bu holda, elektron energiya o‘zgarishi sababli ruxsat etilgan hudud doirasida harakatga keladi.
   
2. 
   Lokalizatsiya qilingan davlatlar ustidan o‘tishni o‘tkazish.
   
3. 
   Polaronik.
   

Qattiq jismlarning elektr va issiqlik o‘tkazuvchanligi, termoelektrik, fotoelektrik xossalari va ularning kontaktidagi boshqa hodisalarni o‘rganish uchun, albatta, elektronlarning energiyalar bo‘yicha taqsimot funksiyasini bilish kerak bo‘ladi. Agar elek­tronlarning taqsimot funksiyasi ma’lum bo‘lmasa, kristallardagi zaryad tashuvchilarning konsentratsiyasiga, yoki uning o‘zgarishiga bog‘lik bo‘lgan hodisalarni o‘rganish, ularning kelib chiqish sabablarini bilish va tushuntirib berish mumkin bo‘lmaydi.