2-Маъруза матн

р-n ўтишнинг электр параметрлари.
p-n ўтишнинг дифференциал қаршилиги ва сиғими унинг муҳим электр параметрлари ҳисобланади.
Дифференциал қаршилик. У p-n ўтишнинг кичик амплитудали ўзгарувчан токка кўрсатган актив қаршилигига эквивалент бўлиб, ифода билан аниқланади. Дифференциал қаршилик ВАХнинг белгиланган нуқтасидаги тикликка тескари пропорционал. Идеаллашти-рилган p-n ўтиш учун R_ДИФ нинг аналитик ифодасини топиш мумкин


. (2.5)
Тўғри силжитилганда I>>I₀, шунинг учун


. (2.6 а)


p-n ўтишга тўғри кучланиш берилганда R_ДИФ қиймати кичик ва кучланиш ортиши билан камаяди, тескари силжитилганда эса жуда юқори бўлади.
р-n ўтиш сиғими. p-n ўтишдаги қўш электр қатлам – барьер сиғимини, p- ва n- соҳалардаги номувозанат ноасосий заряд ташувчилар – диффузия сиғимини вужудга келтиради.
Паст частоталарда p-n ўтиш токи электрон – ковак ўтишнинг ҳамда яримўтказгич p- ва n- соҳаларининг актив қаршилиги (r_Б) билан аниқланади. Юқори частоталарда p-n ўтишнинг инерциядорлиги унинг сиғими билан белгиланади.
p-n ўтиш тўғри уланганда чегарадош соҳаларга ноасосий заряд ташувчилар инжекцияланади. Бунинг натижасида p-n ўтиш чегаралари яқинидаги юпқа қатламларда қийматлари бир – бирига тенг қарама – қарши ишорали номувозанат ноасосий заряд ташувчилар Q_ДИФ тўпланадилар. Кучланиш қиймати ўзгарганда инжекцияланган заряд ташувчилар сони, заряд миқдори ўзгаради. Зарядларнинг кучланиш таъсирида бундай ўзгариши конденсатор қопламаларида заряднинг ўзгаришига ўхшайди. Ноасосий заряд ташувчилар базага диффузия ҳисобига келгани сабабли бу сиғимни диффузия сиғим деб аталади ва қуйидаги формулага биноан ҳисобланади


. (2.7)

Тўғри ток қиймати ва заряд ташувчиларнинг базада яшаш вақти ортиши билан диффузия сиғим ортади. p-n ўтиш тескари силжитилиши билан C_ДИФ=0 бўлади. Диффузия сиғимнинг кучланиш билан ўзгариши p-n ўтиш ВАХ тўғри шахобчаси билан ўхшашлиги (2.7)дан кўриниб турибди. Частота ортиши билан диффузия сиғим камаяди.

Электрон – ковак ўтиш қўш электр қатламни ташкил этади ва зарядланган конденсаторга ўхшайди. p-n ўтиш сиғими ўтиш юзаси S, унинг кенглиги ва яримўтказгичнинг диэлектрик доимийси ε билан аниқланади. У барьер сиғим деб аталади ва қуйидаги ифода билан аниқланади


. (2.8)


p-n ўтишга кучланиш берилганда унинг қалинлиги ўзгаргани сабабли сиғими ҳам ўзгаради. Сиғимнинг кучланиш қийматига боғлиқлиги куйидагича бўлади


. (2.9)

Бу ифодада p-n ўтиш тўғри уланганда ишора манфий, тескари уланганда эса – мусбат олинади. Барьер сиғим С_Б p-n ўтишга берилган кучланиш қийматига боғлиқ бўлгани сабабли, ундан ўзгарувчан сиғимли конденсатор сифатида фойдаланиш мумкин.

Тўғри силжитилганда диффузия сиғим барьер сиғимдан анча катта қийматга эга, тескари силжитилганда эса – аксинча бўлади. Шу сабабли тўғри силжитилганда p-n ўтишнинг инерциядорлиги диффузия сиғими билан, тескари силжитилганда эса – барьер сиғими билан аниқланади.
Барьер сиғим частотага боғлиқ эмас. p-n ўтишнинг вольт – фарад характеристикаси 2.4 – расмда келтирилган.
Динамик режимда p-n ўтишнинг хусусиятларини ифодалаш учун ҳам қатор модделардан, хусусан, динамик ВАХ лардан фойдаланилади. Сиғимлар таъсирини эътиборга олган ҳолда ушбу модель чегарасида p-n ўтиш токини қуйидаги ифодадан топиш мумкин
, (2.10)

бу ерда I(U) –статик ВАХдан аниқланадиган ток, - кўринишга эга бўлиб, у p-n ўтиш сиғимини ифодалайди.

2.4 - расм. p-n ўтишнинг вольт – фарада характеристикаси

(2.10) дан фойдаланиб, C_Д(U) сиғим қийматларини билган ҳолда кучланишнинг турли ўзгариш тезликлари учун, яъни турли частоталар учун характеристикалар оиласини қуриш мумкин.

Металл – яримўтказгич ўтишлар. Яримўтказгич асбобларнинг p- ва n- соҳаларидан электродлар чиқариш учун металл – яримўтказгич контактлардан фойдаланилади. Бундай контактлар тўғриловчи ёки омик (Ом қонунига бўйсунувчи) хусусиятга эга бўлиши мумкин. Улар яримўтказгичнинг ўтказувчанлик турига, киритмалар концентрациясига, электронларнинг яримўтказгич ва металлдан чиқишишлари нисбатига боғлиқ ҳолда ҳосил қилинадилар.
Тўғри йўналишдаги қаршилиги тескари йўналишдагисидан кичик бўлган ва ночизиқли ВАХга эга контакт тўғриловчи контакт деб аталади. Қаршилиги контактдан ўтаётган ток қиймати ва йўналишига боғлиқ бўлмаган контактлар омик контакт дейилади. Металлдан ёки яримўтказгичдан электронни тортиб олиш учун сарфланадиган иш миқдори чиқиш иши деб юритилади ва у электрон – вольт (эВ) бирликларда ўлчанади, 1 эВ=1,60∙10^-19 Дж.