Toshkent davlat transport universiteti

§ 2.4. Yarim o’tkazgichlardagi generatsiya va rekombinatsiya jarayonlari

Kavak - vakant (bo’sh) o’rin bog’lanishdagi qo’shni elektron yoki ozod bo’lgan erkin elektron bilan to’ldirilishi mumkin. Agar u erkin elektron hisobiga to’ldirilsa, atomning elektr neytralligi tiklanadi. Bu jarayon rekombinatsiya deb ataladi. Agar kavak qo’shni bog’lanishdagi elektronning siljishi hisobiga to’lsa, ko’chish o’rnida yangi kavak vujudga keladi.

Umuman olganda bog’lanishdagi elektronning bog’lanish defekti o’rniga o’tishi uzoq vaqt ichida yuz beradi va tartibsiz - xaotik xarakterga ega.
Agar yarim o’tkazgich kristali elektr maydoniga joylashtirilsa, bog’lanishni uzib chiqqan elektronlar manbaning musbat qutbi tomon ko’cha boshlaydi va elektr tokini hosil qiladi. Bu holda bog’lanish defektlarining ko’chishi ham yo’nalganlik xarakteriga ega bo’ladi, ya’ni kavaklar manbaning manfiy qutbi tomon harakatlanadi va kavak toki vujudga keladi. Shuni yodda tutish kerakki, kavak toki elektronlar hisobiga, ya’ni bog’langan elektronlarning bir o’rindan ikkinchi o’ringa o’tishi hisobiga vujudga keladi. Shuning uchun kavaklarning ko’chishi uzlukli bo’ladi. Lekin qulaylik uchun kavaklar elektronlar kabi er­kin tok tashuvchilar deb olinib, harakati uzluksiz deb qaraladi.
Kavak toki ion tokidan tubdan farq qiladi. Chunki ion toki hoeil bo’lishida elektrolitda ionlashgan atom yoki molekula bir joydan ikkinchi joyga ko’chadi va ma’lum miqdordagi moddani olib o’tadi. Kavak to­ki hosil bo’lishida esa, atomlar ko’chmay, o’z o’rnida qoladi. Ularda navbat bilan ionlanish vujudga ke­ladi.
Shunday qilib, kimyoviy sof yarim o’tkazgich kristalida elektron kavak juftining hosil bo’lishi asosida ikki xil o’tkazuvchanlik - elektron va kavak o’tkazuvchanligi mavjud bo’lib, ularning miqdori -bir-biriga tengdir.
Yarim o’tkazgichning elektron o’tkazuvchanligi n- tur o’tkazuvchanlik (negative-manfiy so’zidan olingan), kavak o’tkazuvchanligi esa, p- tur o’tkazuvchanlik (positive-musbat so’zidan olingan) deb ataladi. Ular birgalikda yarim o’tkazgichning xususiy o’tkazuvchanligi deyiladi.
Yuqorida ko’rib chiqilgan o’tkazuvchanlikni hosil qilish usuli ratsional emas. Chunki amalda o’tkazuvchanlik turlaridan biri-yo elektron, yo kavak o’tkazuvchanligi asosiy qilib olinadi. Uni sof germaniy (yoki kremniy) kristaliga begona modda qo’shib qotishma tayyorlash yo’li bilan amalga oshiriladi.
Kiritiladigan begona moddaning miqdori asosiy kristall miqdoriga nisbatan juda oz bo’ladi. Misollar ko’raylik.
Faraz qilaylik, germaniy kristaliga besh valentli margimush (mishyak) elementi kiritilsin. Bunda birikma tarkibida margimush tugunlari ham hosil bo’ladi. Uning to’rtta valent elektroni qo’shni germaniy atomlari bilan mustahkam bog’lanish hosil qilib, beshinchisi sust bog’langan bo’lib qoladi (2.8a-rasm).