Ka universiteti

3-rasm. Hajmiy zaryadlar sohasi

Zaryad tashuvchilar bilan kompensatsiyalanmagan bunday harakatchan bo‘lmagan hajmiy zaryadlar sohasi bevosita n-yarimo‘tkazgichdan p-yarimo‘tkazgichga o‘tish sohasida joylashgan bo‘ladi. Bu sohaning kengligi p- va n- yarimo‘tkazgichlardagi zaryad tashuvchilar konsentratsiyasiga, temperature, tashqi kuchlanishga va tokning yo‘nalishiga bog‘liq bo‘ladi. Biz endi p-n o‘tishdagi kontakt potensiallar ayirmasi va hajmiy zaryadlar sohasi kengligini hisoblab chiqaylik. Elektronli yarimo‘tkazgichdagi asosiy zaryad tashuvchilar konsentratsiyasi Fermi energetic sathi bilan quyidagicha bog‘lanishini ko‘rib chiqamiz:

( ) 1.1

11
Teshikli yarimo‘tkazgichda es a :

( ) 2.1

Muvozanat vaqtida hosil bo‘lgan kontakt potensiallar ayirmasi

3.1

1.1 va 3.1 dan va ekanligini hisoblaga olsak

⁄ ₍ ^√ _{) 4.1}
Bundan kontakt potensiallar ayirmasi uchun quyidagi ifodani olamiz;

Bu ifodadan ko‘rinadiki p-n o‘tishdagi konyakt potensiallar ayirmasi elektronli

yarimo‘tkazgich qismidagi va teshikli yarimo‘tkazgich qismidagi asosiy zaryad tashuvchilarning konsentratsiyasiga bog‘liq bo‘lar ekan.

4-rasm. Muvozanatli assimetrik p-n o’tish

12
Yarimo’tkazgichli lazerlar xarakteristikasini o’rganish.
Yarimo`tkazgichli lazer, qattiq jismli lazerlarning o`ziga xos turiga kiradi. Bu

turdagi lazerlarda invers bandlik hosil qilishini va kogerent nurlanish olishni

energetik sathlar hamda energetik sohalar asosida tushuntirish mumkin. Kvant

fizikasi asoslariga ko`ra, qattiq jism tashkil etgan atomlaridagi elektronlar ulardagi

yadrolar bilan elektr kuchlari orqali bog‘langan bo`lib, bog‘lanish energiyasi diskret

qiymatlarni qabul qiladi. Yadroga eng yaqin turgan elektron eng kichik diskret

energiyaga ega bo`lib, uni eng qiyin energetik sathda joylashgan deb qarash

mumkin. Bu yadrodan uzoqlashgan elektronning energiyasi yadroga eng yaqin

turgan (ya‘ni eng quyi energetik sathda joylashgan) elektronning energiyasidan katta

bo`lib, u biror yuqori energetik sathda joylashgan deb qabul qilish mumkin.

Elektronlar joylashgan sathlar juda ko`p bo`ladi va qattiq jismning sohalar

nazariyasiga asosan energetik sathlar to`plami energetik sohalarni tashkil qiladi.

Atomdagi har bir elektronning holati to`rrta kvant soni bilan xarakterlanadi.

Bosh kvant soni n (n=1,2,3,4,…)

Azimutal kvant soni l (l=0,1,2,3,4,…)

Magnit kvant soni m (m=-l(-l+1),….0,1,2,….,+l)

Spin kvant soni m (m=1/2, m=-1/2)

Qattiq jism atomning elektron qobig‘dagi elektronlar yadro bilan bog‘liqligi

uchun ularni valent elektronlar deyiladi va ular joylashgan energetik sathlar

to`plamiga o`tkazuvchanlik sohasi deb qaraladi. Valent sohaning eng yuqorisida

joylashgan elektronlarning yadro bilan bog‘lanish energiyasiga teng energetik

oraliqni taqiqlagan soha deb qarash qabul qilingan. Bu soha valent soha bilan

o`tkazuvchanlik sohalari oralig‘ida joylashgan va taqiqlangan sohaning energetik

13
bo`yicha kengligi o`tkazuvchanlik sohasining quyi chegarasi energiyasidan valent

sohasining eng yuqori chegarasi energiyasi ayrimasiga teng.

Elektronlar energetik sathlarning va sohalarning sxematik diametri 1-rasmda keltirilgan.

.