☰ Mundarija · Fizika

Yarimo‘tkazgichlarda o‘tkazuvchanlik

Darslar 43 · 1 ta dars · N. Sh. Turdiyev, K. A. Tursunmetov, A. G. Ganiyev, K. T. Suyarov, J. E. Usarov, A. K. Avliyoqulov. Fizika 10-sinf, 1-nashr. «Niso Poligraf» nashriyoti, Toshkent, 2017
43

Yarimo‘tkazgichlarda xususiy o‘tkazuvchanlik. Aralashmali o‘tkazuvchanlik

Darslik: 157–160-betlar
MaqsadYarimo‘tkazgichlarning xususiy va aralashmali (n- va p-tur) o‘tkazuvchanligini, elektron va kovak tushunchasini hamda temperatura va yorug‘likka bog‘liqligini tushuntirish.
Yangi so‘zlar
yarimo‘tkazgich · semiconductorkovak · holedonor aralashma · donor impurityakseptor aralashma · acceptor impurity
Tushuntirish

Yarimo‘tkazgichlar (kremniy, germaniy, selen, tellur) o‘tkazuvchanligi bo‘yicha metall va dielektrik oralig‘ida turadi. Metallardan farqli, qizdirilganda va yorug‘lik tushganda ularning solishtirma qarshiligi kamayadi; juda past temperaturada ular dielektrik kabi bo‘ladi. Toza kremniy kristalida har bir atom qo‘shni atomlar bilan to‘rtta valent elektron orqali kovalent bog‘lanadi. Qizdirilganda ayrim bog‘lanishlar uziladi: elektron erkin bo‘ladi (elektron o‘tkazuvchanlik, n-tur), uning o‘rnida musbat zaryadli kovak qoladi; qo‘shni elektron kovakni to‘ldirib, kovakni siljitadi (kovakli o‘tkazuvchanlik, p-tur). Toza (aralashmasiz) yarimo‘tkazgichda elektronlar va kovaklar soni teng – xususiy o‘tkazuvchanlik, u kichik. Aralashma o‘tkazuvchanlikni keskin oshiradi. Besh valentli atom (mishyak, fosfor) – donor: bitta qo‘shimcha erkin elektron beradi, asosiy tashuvchilar elektronlar – n-tur. Uch valentli atom (indiy, bor, galliy) – akseptor: bitta bog‘lanish to‘lmay qoladi, ya’ni kovak hosil bo‘ladi, asosiy tashuvchilar kovaklar – p-tur. Asosiy bo‘lmagan tashuvchilar n-turda kovaklar, p-turda elektronlar.

Namunalar
Toza kremniyda xona temperaturasida taxminan 10¹² atomga bitta erkin elektron to‘g‘ri keladi. Har 10⁸ ta kremniy atomiga bitta mishyak atomi qo‘shilsa, har bir mishyak atomi bitta erkin elektron beradi va erkin elektronlar soni taxminan 10¹²/10⁸ = 10⁴ marta ortadi – solishtirma qarshilik keskin kamayadi (n-tur).
Kremniyga indiy kiritilsa, har bir indiy atomi bitta kovak hosil qiladi: kovaklar asosiy tashuvchi, p-tur. Termistor (yarimo‘tkazgich) 20 °C da 1000 Ω, 60 °C da 200 Ω bo‘lsa, qizdirilganda qarshilik kamayadi (metallning aksi), 5 marta.
Sinfda faoliyat

Faqat hisob va chizma: daftaringizda kremniy kristalining tekis sxemasini chizing, bitta atomni mishyak (donor) bilan, boshqasini indiy (akseptor) bilan almashtirib, erkin elektron va kovak qayerda paydo bo‘lishini belgilang.

Mashq
1
Yarimo‘tkazgich va metall qarshiligining qizdirilganda o‘zgarishini solishtiring.
2
Mishyak (5 valentli) kiritilgan kremniy qaysi turda va asosiy tashuvchi nima?
3
Indiy (3 valentli) kiritilsa, yarimo‘tkazgich turi qanday?
4
Kovak nima va u qanday “harakatlanadi”?