Guliston davlat universiteti fizika kafedrasi a. Abdullayev

1--mavzu.

2-mavzu.

3-mavzu.

4-mavzu.

5-mavzu.

6-mavzu.

7-mavzu.

8-mavzu.Yarim o’tkazgichlarda fotoo’tkazuvchanlik
1.Taqiqlangan zonada chuqur sathli markazlarbo’lmagandagi xususiy fotoo’tkazuvchanlik.
2.Xususiy fotoo’tkazuvchanli mazmuni.
3.Chuqur markazlarni hisobga olmagan holdagi xususiy yarimo’tkazgichlar kinematikasi.


9-mavzu. Injektsiya darajasi kichik bo’lgan fotoo’tkazuvchanlikning relaksatsiyasi
1.Injektsiya darajasi katta bo’lgan hollardagi fotoo’tkazuvchanlikning relaksatsiyasi.
2. Injektsiya kichik va katta bo’lgandagi lyuks- amper xarakteristikalari.
3. Taqqlangan zonadagi zaryad tashuvchilarning keskin assimetriyasi, chuqur sathlar bo’lgandagi xususiy fotoo’tkazuvchanlik.
1.Injektsiya darajasi katta bo’lgan hollardagi fotoo’tkazuvchanlikning relaksatsiyasi. Generatsiyalanish usuli p-n- o’tish orqali to’g’ri yo’nalishda tok o’tkazilganda darajasi p-n-o’tish yaqinidagi sohalarga asosiy bo’lmagan zaryad tashuvchlarning injektsiyalashga asoslangan. Bu injekktsiyalanish bilan bog’liq fizik jarayonlarni tushinmoq uchun dastavval p-n- o’tishdagi potentsial to’sni shakillanishini qisqacha eslab o’tamiz.
Yarimo’tkazgichning n-tipi va p- tip o’tkazuvchanlikka ega bo’lgan sohalari chegarasidagi o’tish qatlamini p-n- o’tish (elektron-kovak o’tish) deyiladi. n- soha va p-soha larni (muvozanat sharoitida) bir jinsli, ya’ni tegishli zaryad tashuvchilar kontsentratsiyasi doimiy deb hisoblash mumkin. Bu ikki soha tutashganda zaryad tashuvchilarning chegara orqali diffuziyasi vujudga keladi:teshiklar o’z kontsentratsiyasi katta bo’lgan p- sohadan n- sohaga o’ta boshlaydi. Bunday diffuziya oqibatida n-soha va p-sohaning chegaraga yondashgan qatlamlarida harakatchan zaryad tashuvchilar (elektron va teshiklar) kontsentratsiyasi, ya’ni elektr o’tkazuvchanlik juda kamayib ketadi, elektr neytrallik buziladi,chunki bu qatlamlarda qo’zg’almas donor (n- soha tarafida) va aktseptor (p- soha tarafida) ionlari qoladi. Shunga ko’ra, p-n- o’tish qatlamida hajmiy zaryad, u bilan bog’langan va n-sohadan p- sohaga qarab yo’nalgan elektr maydon paydo bo’ladi.
Bu jarayon to diffuziya oqimlari paydo bo’lgan elektr maydonta’sirida qarama- qarshi dreyf oqimlar bilan tenglashguncha davom etadi. Demak p-n-o’tish qatlami quyidagi ajoyib xossalarga egadir:
1. p-n-o’tish qatlami yupqa bo’lib,unda harakatchan zaryad tashuvchilar juda kam, shu sababli, uning qarshiligi , (9.1)
katta bo’ladi, bu yerda W_p-n - kattalik. p-n-o’tishning kengligi, S_p-n-uning kesim yuzi.
2. Bu sohada kirishma ionlari tashkil qilgan hajmiy zaryad va u bilan bog’liqelektr maydon mavjud.
3. Elektr maydon bor joyda zaryadning potentsial energiyasi o’zgaradi. Demak,
p-n-o’tishning n- va p- sohalar bilan tutashgan chegaralari orasida biror potentsiallar farqi mavjud, energiya zonalari egrilangan. Shuning uchun p-n-o’tish elektronning n-sohadan p-sohaga, teshikning p-sohadan n-sohaga o’tishiga potentsial to’siq bo’ladi. Bu to’siqning balandligi ni o’sha sohalardagi elektronning chiqish ishlari ( va ) yoki Fermi sathlari (F_n va F_p)ning ayirmasi sifatida ifodalanadi: , (9.2)
4. p-n-o’tishning qalinligi n- va p- sohadagi zaryad tashuvchilar kontsentratsiyasiga, potentsial to’siqning balandligi ga bog’liq bo’ladi.
Agar p-n-o’tishga tashqi kuchlanish berilsa, uning elektr maydoni va potentsial to’sig’i balandligi o’zgaradi, diffuzion va dreyf oqimlar tengligi buziladi, p-n-o’tishdan tok o’ta boshlaydi. TashqiV kuchlanish manbaining musbat qutubi p-sohaga ulansa ( bunday kuchlanish ni to’g’ri yo’nalishdagi kuchlanish yoki soddaroq qilib to’g’ri kuchlanish deyiladi), potentsial to’siq pasayadi, ( bo’lib qoladi), p-dan n-sohaga yo’nalgan tok (to’g’ri tok o’ta boshlaydi).Bu tokning kattaligi to’g’ri kuchlanish ortgan sari juda tez (eksponentsial) osha boradi.Tashqi kuchlanish manbaining manfiy qutubi p-sohaga, musbat qutbi n-sohaga ulansa (bunday kuchlanishni teskari kuchlanish deyiladi), potentsial to’siqko’tariladi
( bo’lib qoladi), p-n-o’tish orqali (n-sohadan p-sohaga tomon yo’nalgan) kichik teskari tok o’tadi.Teskari kuchlanish ortgan sari teskari tok sekin o’sadi va odatda o’zining to’yinish qiymatiga intiladi. Endi p-n- o’tishga kuchlanish berilganda elektron va teshiklar ko’chishi jarayoniga nazar tashlaylik. p-n- o’tishga to’g’ri kuchlanish berilganda, potentsial to’siq pasayishi tufayli elektronlar n-sohadan p-sohaga, teshiklar esa p-sohadan n-sohaga o’tib turadi, bundan p-n- o’tish yaqinida asosiy bo’lmagan zaryad tashuvchilar (p-soha uchun elektronlar, n-soha uchun teshiklar asosiy bo’lmagan zaryad tashuvchilar bo’ladi) kontsentratsiyasi oshadi, bu nomuvozanatholatdagi elektronlar p-soha ichkarisiga,teshiklar esa n-soha ichkarisiga diffuziyalanadi va u yerdagi asosiy tashuvchilar bilan rekombinatsiyalanadi. Shuni takidlash kerakki, p- va n- sohalarda elektrneytrallik deyarli saqlanadi, chunki mazkur sohaga qacha ortiqcha aosiy bo’lmagan zaryad tashuvchilar o’tib olsa, o’shancha asosiy zaryad tashuvchilar kontaktlar orqali kirib kelib, ularni va qisman hajmiy zaryadni neytrallashtiradi. p-n- o’tish yaqinidagi diffuzion uzunlik chamasidagi qatlamda to’g’ri kuchlanish holida asosiy bo’lmagan zaryad tashuvchilar kontsentratsiyasining oshish hodisasi injektsiya hodisasi deyiladi. Asosiy bo’lmagan zaryad tashuvchilar kontsentratsiyasi taqsimoti 9.1-rasmda tasvirlangan.

9.1-rasm. p-n- o’tish sohasida asosiy va asosiy bo’lmagan zaryad tashuvchilarning muvozanat holatdagi (a), kuchlanish to’g’ri yo’nalishda qo’yilgan holatdagi (b) taqsimoti.
Yarim o’tkazgichning n-va p-sohalardagi elektronlarva teshiklar gazi aynimagan (kontsentratsiyasi yetarligcha kichik), p-n- o’tish sohasi yupqa va unda rekombinaysiya hisobiga olinmasa ham bo’ladi, deb faraz qilingan holda teshiklarning n-sohadagi nomuvozanatiy kontsentratsiyasi
, (9.3)
Elektronlarning p-sohadagi nomuvozanat iy kontsentratsiyasi
, (9.4)
Ko’rinishida ifodalanadi, bunda n_p0, p_n0-asosiy bo’lmagan zaryad tashuvchilarning kontsentratsiyalari, V- p-n-o’tishdagi kuchlanish, L_n, L_p- elektronlar va teshiklarning diffusion uzunliklari.
Baholashlarning ko’rsatishicha, p-n- o’tishga, 0,2 V chamasida to’g’ri kuchlanish berilsa, uning yaqinida asosiy bo’lmagan zaryad tashuvchilarkontsentratsiyasi (300 K da) e⁸ marta oshib ketadi.