Elektronika mühazirələr

Yarımkeçirici materiallar haqqında ümumi məlumat
Downloaded by Mehman Mammadov ([e-mail])
lOMoARcPSD|30503707

---

Yarımkeçirici materiallar əsasən, kristallik quruluşa malik olan maddələr
olub öz keçiricilik xassələrinə görə keçiricilər və dielektriklər arasında aralıq yer
tuturlar. Yarımkeçiricilərin xüsusi müqaviməti adətən, 10
-3
...10
8 
Om·m intervalında
olur. Metalların, yarımkeçiricilərin və dielektriklərin keçiriciliyin müxtəlif olması
kristallik qəfəsin düyünlərində yerləşmiş atomların rabitəsindən valent
elektronlarının ayrılmasına sərf etmək üçün lazım olan enerjinin qiymətinin
müxtəlif olması ilə bağlıdır. Belə ki, yarımkeçiricilərdə keçiricilik aşqarların
(qarışıqların) olmasından və temperaturdan kəskin olaraq asılıdır.
B, Si, P, S, Ge, As, Sn, Sb, Te, İn elementləri, həmçinin, A
x
B
8-x
(burada A –X
qrupunun elementi, B isə (8-X) qrupunun elementləridir) binar birləşmələri
yarımkeçiricilərə aiddirlər. Binar (ikiqat) birləşmələrə misal olaraq AgCl, KBr,
CdS, CdSe, PbTe və s. göstərmək olar. 
Kristallik quruluşa malik yarımkeçiricilərdə, o cümlədən, silisiumda və
germaniumda hər atom qonşu atomla kovalent (cüt elektron) rabitə ilə birləşir
(şəkil 3.1.). İdeal kristallik qəfəsə malik olan (aşqarı olmayan) yarımkeçiricilər
məxsusi yarımkeçiricilər adlanırlar. T = 0

K temperaturunda məxsusi
yarımkeçiricidə bütün valent elektronları rabitədədir (əlaqəlidir). Sərbəst
elektronlar olmadığından belə kristalı elektrik sahəsində yerləşdirdikdə onda
cərəyan yaranmır. Ona görə də bu temperaturda yarımkeçirici ideal yarımkeçirici
xassələrinə malik olur. Məxsusi yarımkeçiricidə yükdaşıyıcı sərbəst elektron yalnız
valent elektronun hər hansı bir rabitədən ayrıldığı halda ola bilər. Yalnız elektrona
əlavə enerji verildikdə, o rabitədən ayrılaraq keçiricilik elektronuna (sərbəst
elektrona) çevrilir. Çünki azadolma zamanı elektron əlavə enerji alır və onun tam
enerjisi rabitəni qırmaq üçün zəruri olan enerjidən böyük olur. Tam enerji az
olduqda elektron valent rabitədə qalmaqda davam edir.
Keçiricilərin, yarımkeçiricilərin və dielektriklərin sərbəst və rabitədə olan
elektronlarının energetik diaqramlarını şəkil 3.2 - də göstərilən qrafiklərlə
müqayisəli şəkildə vermək olar.
E
k
enerjisinə yalnız sərbəst elektron, E
v
enerjisinə isə valent, yəni rabitədə
olan elektronlar malik ola bilər. İdeal məxsusi yarımkeçiricilərdə elektronlar E
k
və
E
v
aralığında yerləşən energetik zonada olan enerjiyə malik ola bilməzlər. Bu
zonanı qadağan olunmuş enerjilər zonası, yaxud, sadəcə qadağan olunmuş zona
adlandırırlar.
Downloaded by Mehman Mammadov ([e-mail])
lOMoARcPSD|30503707

---

Qadağan olunmuş zonanın eni nə qədər böyük olsa, elektronun sərbəst
olması bir o qədər çətin olar, və deməli, sərbəst elektrona çevrilməsi üçün bir o
qədər çox əlavə enerji tələb olunar. Məsələn, germaniumda qadağan olunmuş
zonanın eni ∆E = 0,72 eV, silisiumda isə ∆E = 1,21 eV (1 eV = 1,6·10
-19
C).
Şək. 3.1. Dörd valentli məxsusi yarımkeçiricidə - 
Ge və Si-da kovalent rabitənin modeli.