Toshkent davlat transport universiteti

§2.3. Yarim o’tkazgichlarning aralashmali o’tkazuvchanligi

Sof yarim o’tkazgichga boshqa element atomlari kiritilishi yoki sof yarim o’tkazgich kristali o’stirilayotganda shu elementni ortiqcha atomi yoki kam atomi hosil bo’lishi yoki mexanik ta’sirlar natijasida darzlar yoki dislokatsiyalarni yuzaga kelishi aralashmali yarim o’tkazgichni yuzaga keltiradi. Aralashmalar sabab bo’lgan yarim o’tkazgichlar o’tkazuvchanligiga aralashmali o’tkazuvchanlik deyiladi.

Aralashmali yarim o’tkazgichning elektr o’tkazuvchanligi keskin o’zgaradi. Masalan: kremniyga 0.001 atom foiz fosfor kiritilsa, xona temperaturasidagi qarshiligi sof kremniynikidan 100.000 marta kam bo’ladi.
Shunga o’xshash agar, kremniyga 0,001 atom % bor kiritilsa uning o’tkazuvchanligi sof kremniynikiga nisbatan 1000 marta oshadi.
Yarim o’tkazgichlarning aralashmali o’tkazuvchanligini ular atomlarining kovalent boglanishi va zonalar nazariyasi asosida qarab chiqamiz.
Sof yarim o’tkazgichga boshqa element atomlari kiritilib hosil qilingan aralashmali yarim o’tkazgichlarnigina o’rganamiz. Aytaylik 4 valentli Ge atomi 5 valentli As atomi bilan almashtirilgan bo’lsin. (Sof Ge kristaliga juda oz miqdorda As atomlari kiritilgan bo’lsin) (2.6.b-rasm).
Bunda mishyak atomi (As) 4 ta kushni Ge atomi bilan kovalent boglanishda ishtiroq etib 1 ta elektroni kovalent bog’da ishtirok kela olmay, ortiqcha bo’lib qoladi va kristall panjarani issiqlik tebranishlarida juda oson ajraladi va kristall ichida xaotik harakatlanuvchi erkin elektronga aylanadi. (2.6, a-rasm). Bunda atomlar orasidagi kovalent boglanish buzilmaydi, demak teshik hosil bo’lmaydi.




2.6-rasm.Kristall panjarada kovalent bog’lanish

Aralashmali atom - As atomi yaqinidagi hosil bo’lgan musbat zaryad mishyak atomiga boglangan bo’ladi va panjara bo’ylab ko’cha olmaydi.

Endi bu jarayonni zonalar nazariyasi nuqtai nazaridan qarab chiqamiz. Sof yarim o’tkazgichga kiritilgan begona atom panjara maydonini sezilarli o’zgartiradi, ya’ni ta’qiqlangan zonada valent elektronlari D energetik sath paydo bo’ladi (2.7a-rasm). U sathga aralashmali sath deyiladi. Bizning misolda aralashmali satx o’tkazuvchanlik zonasi tubidan E=0.02 eV pastda joylashadi. Aralashmali sath kengligi ta’qiqlangan zona kengligidan juda (100 marta) kichik  YeD<<Ye ekanligidan odatdagi haroratlarda panjarani issiqlik harakat energiyasi aralashmali sathdagi elektronlarni osonlikcha o’tkazuvchanlik zonasida irg’itadi. Hosil bo’lgan teshiklar tugunda joylashgan mishyak atomi yakunida mahalliylashadi va o’tkazuvchanlikda ishtirok etmaydi
Shunday qilib 4 valentli atomdan tashqil topgan kristalga 5 valentli atom kiritilib hosil kilingan aralashmali yarim o’tkazgichda toq tashuvchilar elektronlar bo’lib, unga elektronli aralashmali o’tkazuvchanlik yoki n - tip o’tkazuvchanlik deyiladi. elektronlar manbai bo’lgan aralashma (bizni misolda As) ga donor deyiladi. Aralashma hosil kilgan energetik satxga donor satx deyiladi. Elektronli o’tkazuvchanlikka ega aralashmali yarim o’tkazgichga elektronli yoki n - tip yarim o’tkazgich deyiladi.
Endi 4 valentli Ge atomi 3 valentli V (bor) atomi bilan almashtirilgan holni ko’rib chiqamiz. (Sof Ge kristalliga juda oz miqdorda V atomlari kiritilgan bo’lsin. Bor atomi yaqinidagi 4 ta qo’shni Ge atomi bilan kavalent boglanishi uchun bitta elektroni yetishmaydi, Bir bog’ bo’sh qoladi va asosiy element atomini bir elektronini tortib oladi. Bu elektronni o’rnida teshik hosil bo’ladi. Bu teshik o’rnini boshqa elektron egallashi mumkin.