16 маъруза Қаттиқ жисмлар физикаси Маъруза режаси Ярим ўтказгичларнинг хусусий ўтказувчанлиги

Хусусий ярим ўтказгичларда белгиланган Т – температура учун электронлар ва коваклар концентрацияларининг кўпайтмаси ўзгармас катталикдир

n ва р ифодаларини тенглаштириб қуйидагига эга бўламиз:

Бу тенгламани μ га нисбатан ечиб, Ферми сатҳи ҳолатини аниқловчи ифодага эга бўламиз

Т=0 абсолют нолга тенг бўлганда Ферми сатҳи қуйидагига тенг бўлади

Т=0 абсолют нолга тенг бўлганда Ферми сатҳи қуйидагига тенг бўлади

• Ферми сатҳи тақиқланган соҳанинг қоқ ўртасига жойлашади. Температура ортиши билан:
• mp > mn бўлганда ўтказувчанлик соҳасининг тубига интилади
• mp < mn бўлганда валент соҳасининг шипига интилади.

Ферми сатҳи ифодасини

Ферми сатҳи ифодасини

n ва p ифодаларига қўйсак, қуйидагига эга бўламиз:

Бу ифодадан, хусусий ярим ўтказгичларда ток ташувчиларнинг мувозанатдаги концентрациялари ярим ўтказгичнинг тақиқланган соҳаси кенглиги ва температурасига боғлиқлиги кўриниб турибди.

Ярим ўтказгичнинг хусусий ўтказувчанлиги ва солиштирма қаршилигини температурага боғлиқлик чизмалари

• Температура ортиши билан ўтказувчанликнинг ўсиши – ярим ўтказгичнинг характерли хусусиятидир.
• Ярим ўтказгичнинг солиштирма қаршилиги температура ортиши билан экспоненциал қонун бўйича камайиб боради.

Пример:

Пример:

Тақиқланган соҳанинг кенглигини 1,12эВ (кремний)дан 0,08эВ (қалай)гача камайтирилса хона температурасида электронларнинг концентрацияси 9 тартибга ошади.

Германий температурасини 100К дан 600 К гача оширсак, унинг концентрацияси 17 тартибга ошади.

Ярим ўтказгичларнинг хусусиятлари қуйидаги асбобларда қўлланилади:

Ярим ўтказгичларнинг хусусиятлари қуйидаги асбобларда қўлланилади:

• Ўзгарувчан токни тўғриловчи ярим ўтказгичли диодлар;
• Ўта юқори частотали электромагнит тўлқинларни генерацияловчи туннель диодлар;
• Ёруғликни нурлатувчи диодлар, фотодиодлар, фотоэлементлар, қуёш батареялари;
• Термисторлар;
• Варикаплар (ўзгарувчан сиғимли конденсаторлар);
• Биполяр ва майдонли транзисторлар;
• Компьютерларнинг хотирага олиш қурилмалари.