O’zbekiston respublikasi oliy ta’lim fan va innovatsiyalar vazirligi islom karimov nomidagi toshkent davlat texnika universitetining qo‘qon filiali

Fermi sathi. Berilgan temperaturada harakatchan va qo‘zg‘almas zaryad tashuvchilar konsentratsiyasi Fermi sathi (W_F) holati bilan aniqlanadi. Bu sath bir elektronga mos keluvchi jismning o‘rtacha issiqlik energiyasiga mos keladi. Absolyut nolь temperaturadan farqli temperaturada bu sathning to‘lish ehtimoli 0,5 ga teng.
Elektronlar va kovaklarning o‘rtacha issiqlik energiyasi yarim o‘tkazgich temperaturasi bilan aniqlanadi va kT ga teng, bu erda k – Bolьsman doimiysi, T – absolyut temperatura. Qattiq jismda zarrachalar harakatini ifodalaydigan Bolьsman qonuniga asosan, n – yarim o‘tkazgichdagi energiyasi (Wi) kichik bo‘lmagan elektronlar quyidagiga teng:
(1.1)
bu erda n_n – erkin elektronlarning to‘liq konsentratsiyasi. Xuddi shunday ifodalar kovaklarni energiya bo‘ylab taqsimotini ifodalaydi. (1.1) dan ko‘rinib turibdiki, zarracha energiyasining ortishi bilan, zarrachalar soni keskin kamayadi.
Ikkala ishoradagi erkin zaryad tashuvchilar konsentratsiyasi teng bo‘lgan xususiy yarim o‘tkazgichlar uchun Fermi sathi ta’qiqlangan zonaning o‘rtasidan o‘tadi. Elektron yarim o‘tkazgichda elektronlarning (butun yarim o‘tkazgichning) o‘rtacha energiyasi yuqori bo‘ladi, demak Fermi sathi o‘rtadan o‘tkazuvchanlik zonasi tubi tomonga siljiydi va donor kiritma konsentratsiyasi qancha yuqori bo‘lsa shuncha o‘tkazuvchanlik zonasi tubi tomonga yaqinlashadi. r- turdagi yarim o‘tkazgichda Fermi sathi ta’qiqlangan zona o‘rtasidan valent zona shipi tomonga siljiydi va akseptor kiritma konsentratsiyasi qancha yuqori bo‘lsa shuncha valent zonasi shipi tomonga yaqinlashadi.
Ba’zi yarim o‘tkazgichli asboblar (tunnelь diodlari, tunnelь teshilishli stabilitronlar) da ajralmagan yarim o‘tkazgichlar qo‘llaniladi. Bunday yarim o‘tkazgichlarda Fermi sathi ruxsat etilgan zonalarda: elektron yarim o‘tkazgich uchun – o‘tkazuvchanlik zonasida, kovakli yarim o‘tkazgich uchun – valent zonada joylashadi. Ajralmagan yarim o‘tkazgichlar juda kata kiritma konsentratsiyasi (10¹⁹ – 10²¹ sm^-3) hisobiga hosil qilinadilar.