18- laboratoriya ishi

laboratoriya ishi №
YARIMO'TKAZGICHLI DIODNING
VOLT-AMPER XARAKTERISTIKASINI O'RGANISH
YARIMO'TKAZGICHLI DIODNING
VOLT-AMPER XARAKTERISTIKASINI O'RGANISH
Ishning maqsadi: yarimo'tkazgichli diodning volt-amper xarakteristi­kasini o'rganish.
Kerakli asbob va jihozlar: tok manbayi, ampermetr, voltmetr, mikroampermetr, reostat, yarimo'tkazgichli diod va ulash simlari.


Nazariy muqaddima


Moddalarning elektr o'tkazuvchanlik xususiyatlarini tekshirib, ularni uch xilga ajratish mumkin:
1. Elektr tokini yaxshi o'tkazuvchi moddalar — bular o'tkazgichlar deb ataladi. O'tkazgichlarga asosan metallar kiradi. Bu moddalarda solishtirma elektr qarshiligi 10^-610^-8  atrofida bo'ladi.
2. Elektr tokini o'tkazmaydigan moddalar — bular dielektriklar deb ataladi. Rezina, plastmassa, toza suv, havo kabilar dielektriklardir. Dielektriklarning solishtirma elektr qarshiligi 10¹⁰10¹⁶  atrofida bo'ladi.
3. O'tkazuvchanligi jixatidan o'tkazgichlar bilan dielektriklar orasida bo'lgan moddalar ham bor. Bu moddalarni o'tkazgich deb bo'lmaydi, chunki ular elektr tokini yaxshi o'tkazmaydi, ammo dielektrik ham deb bo'lmaydi. Shuning uchun bunday moddalar yarimo'tkazgichlar deb ataladi. Mendeleyev davriy jadvalining IV guruhiga kiruvchi germaniy — Ge, kremniy- Si, selen — Se, shuningdek, III va V guruhidagi elementlarning kimyoviy birikmasidan hosil bo'lgan moddalar: arsenid-galliy — GaAs, fosfit-galliy- GaP va shunga o'xshash moddalar yarimo'tkazgichlarga misol bo'la oladi. Yarimo'tkazgichlarning solishtirma elektr qarshiligi 10¹⁰10¹⁶  atrofida bo'ladi.
Odatda yarimo'tkazgichlarning xususiy elektr o'tkazuvchanligi uncha katta bo'lmaydi, chunki ularda erkin elektronlar soni juda oz, masalan, uy temperaturasida germaniyda 310¹³ sm³ ta tartibda bo'ladi. Tajribalarning ko'rsatishicha yarimo'tkazgichning temperaturasi 1 gradusga ko'tarilganda uning elektr qarshiligi 3—5 % ga kamayadi va ularning xususiy elektr o'tkazuvchanligi ortadi. Metallarda esa bu holning teskarisi kuzatilib, temperaturasi 1 gradusga ko'tarilganda qarshiligi 0,3% ga ortadi.
Yarimo'tkazgichlarning yana bir muhim xususiyati shundan iboratki, ularning tarkibiga boshqa modda atomlari kiritilsa, xususiy elektr o'tka­zuvchanligi bilan bir qatorda aralashmali o'tkazuvchanlik deb ataladigan qo'shimcha o'tkazuvchanlik ham paydo bo'ladi. Qo'shimcha o'tkazuvchanlik modda o'tkazuvchanligini ming va undan ko'p martaga oshiradi. Aralashmali o'tkazuvchanlik quyidagicha hosil qilinadi. To'rt valentli kremniyga birozgina uch valentli bor (B) atomini kiritaylik. Bunda bor atomi kremniy atomlari bilan kovalent bog'lanishga kirishishi uchun bitta elektron yetishmaydi (1- rasm). Yetishmagan elektron kristall panjaraning asosiy elementi kremniydan olinadi. Kovalent bog'ni hosil qilgan bor va kremniy atomlari juftligida bitta elektron yetishmasligidan uning o'rnida «teshik» hosil bo'ladi. Bu teshikni qo'shni kremniy atomining elektroni to'ldirishi mumkin, natijada qo'shni atom bog'ida teshik paydo bo'lib qoladi. O'z navbatida, bu yangi paydo bo'lgan teshikka yana uning qo'shni atomidan elektron kelib o'tirishi mumkin. Bu jarayon qayta-qayta takrorlanib, shu tarzda bo'sh o'rin (ya'ni teshik) butun panjara bo'ylab ko'chib yuradi. Agar shu yarimo'tkazgichda elektr maydoni hosil qilinsa, «teshik» maydon kuchlanganligi vektori yo'nalishida ko'chib, yarimo'tkazgichda, teshikli elektr o'tkazuvchanlikni hosil qiladi. Bunday elektr o'tkazuvchanlikni p-turdagi (positive — musbat degan so'zning bosh harfidan olingan), ya'ni teshikli o'tkazuvchanlik deb ataladi. Yarimo'tkazgichning «teshikli» o'tkazuv­chanligini hosil qiluvchi aralashmalar akseptorlar deyiladi.
Endi to'rt valentli germaniyga bir ozgina besh valentli (germaniy atomlariga nisbatan -0,001%) mishyak atomlari qo'shilgan holni qarab chiqaylik. Mishyak atomi besh valentli bo'lganligidan undagi bitta elektron, germaniy kristall panjarasida, kovalent bog'lanishda qatnashmay erkin elektronga aylanadi (2- rasm). Agar shu yarimo'tkazgichda elektr may-doni hosil qilinsa, elektron maydon kuchlanganligi vektori yo'nalishiga teskari ko'chib, yarimo'tkazgichda elektronli elektr o'tkazuvchanlikni hosil qiladi. Bunday elektr o'tkazuvchanlikni n-turdagi (negative — manfiy degan so'zning bosh harfidan olingan), ya'ni elektron o'tkazuvchanlik deb ataladi. Yarim o'tkazgichning elektron o'tkazuvchanligini hosil qiluvchi aralashmalarga donorlar deyiladi.



1- rasm 2- rasm


Elektron o'tkazuvchanlik va teshik o'tkazuvchanlik sohasiga ega bo'lgan yarimo'tkazgich elektron-teshikli yoki p-n o'tishli yarimo'tkazgich deb ataladi (3- rasm). p-n o'tishli elektron qurilmaga yarimo'tkazgichli diod deb ataladi).



3- rasm


Yarimo’tkazgichli diodning doimiy tok manbayiga to’g’ri (4-rasm) va teskari (5-rasm) ulash xollari quyida keltirilgan