Зоналардың электрондармен толтырылуы

Зоналардың электрондармен толтырылуы 

9 

Егер рұқсат етілмеген зонаның енділігі (∆

Е

g

  ≥ 2 эВ) үлкен болса, онда жылулық қозғалыс, 

өткізгіштер  зонасына  электрондарды  жеткізе  алмайды.  Мұндай  кристалдар  диэлектриктер 

(изоляторлар)  деп  аталады.  Диэлектриктерде  электрондардың  электр  тогына  еш  қатысы 

болмайды. 

Металл жəне жартылай өткізгіштерге қайта оралып, олардағы еркін электрондарын анықтай 

кетейік.Металдарда  еркін  электрондар  саны  өте  көп  болады.  Осы  еркін  электрондар  металл 

ішінде кез келген температурада, тіпті абсолют нөлде (0К) де сақталады. Олай болса, металдың 

бірлік  көлеміндегі  электрон  сандары  (бөлме  температурасында)  10

22 

÷  10

23 

-дей  болады. 

Жартылай  өткізгіштердің  металдан  өзгешелігі,  бөлме  температурасында  олардың  еркін 

электрондары металға қарағанда аздау, яғни бірлік көлемінде 10

12 

÷ 10

13 

-дей болады. Жартылай 

өткізгіштерде  еркін  электрондар  саны  кем  болғандықтан,  олардың  меншікті  кедергісі  үлкен 

болады. Жартылай өткізгіштерге кремний (Si), германий (Ge), селен (Se), күкіртті қорғасын, т.б. 

көптеген заттар қоспасы жатады. 

Металл  мен  жартылай  өткізгіштерді  тог  көзіне  жалғап  оларды  қыздыратын  болсақ,  онда 

металл  қызған  кезде  ондағы  тог  кемиді.  Ал  жартылай  өткізгішті  тог  көзіне  қосқан  соң 

қыздырсақ, ондағы тоқ кенет өскенін көреміз. Олай болса жартылай өткізгіштердің металдардан 

айырмашылығы  –  олардың  кедергісінің  температураға  тəуелділігінде.  Жартылай  өткізгіш 

қызғанда,  оның  еркін  электрондарының  саны  тез  көбейеді.  Жартылай  өткізгішті  жоғары 

температураға  дейін  қыздырсақ,  оның  меншікті  кедергісі  металдың  меншікті  кедергісіне 

жақындайды. Жартылай өткізгіштердің валенттік зонасындағы деңгейлер түгелдей электронмен 

толса,  ал  тыйым  салынған  аймақ  енділігі  онша  үлкен  емес  болса,  температура  артқанда 

валенттік  аймақтағы  электрондардың  бір  бөлігі  өткізгіштік  зонаға  ауысады,  ал  валенттік 

аймақтың  төменгі  босаған  орындарға  кемтіктер  орналасады.  Өткізгіштік  аймақ  мен  валенттік 

аймақтарда  электр  өрісінің  əсерінен  электрондар  қосымша  жылдамдық  алады  да,  электр 

өткізгіштік туғызады. 

Зоналардың электрондармен толтырылуы 

10 

Олай болса жартылай өткізгіштердің электр өткізгіштігі температураға байланысты тез 

өседі де, меншікті кедергісі (

ρ

) кемиді: