Ma’ruza. Yarimo‘tkazgichlarning elektrofizik xossalari. Yarimo‘tkazgichlarda kontakt xodisalari. Reja

p – n o‘tish bilan boshqariluvchi maydoniy tranzistorlar
Tuzilishi va ishlash prinsipi. p–n o‘tish bilan boshqariluvchi n – kanalli MT tuzilmasining ko‘ndalang kesimi va uning shartli belgilanishi 1-rasmda keltirilgan.
Ikkita simmetrik zatvorli MTning ishlash prinsipini ko‘rib chiqamiz (1,v-rasm).
Istok – stok orasidagi boshqariluvchi soha ingichka n – turli o‘tkazuvchi kanalni tashkil etadi. Kanal yon tomonlari zatvor hosil qiluvchi ikkita p – yarimo‘tkazgich sohalar bilan chegaralangan. Tranzistorda zatvor uzunligiga teng bo‘lgan masofa – kanal uzunligi L, ikkita p–n o‘tishning fizik chegaralari orasidagi masofa bilan aniqlanuvchi kanalning texnologik qalinligi d₀ va unga perpendikulyar yo‘nalishdagi kanal kengligi deb ataluvchi parametrlar bilan ifodalanadi.
Tok o‘tkazuvchi kanal kengligi nosimmetrik r–n o‘tishlarning (N_A>>N_D) kambag‘allashgan sohalari orasidagi masofaga teng: , bu yerda, -teskari siljitilgan r–n o‘tish kambag‘allashgan sohasi kengligi (shtrixlangan sohalar).
a) b)

v)

1-rasm. n – kanali p–n o‘tish bilan boshqariluvchi MT tuzilmasining ko‘ndalang kesimi (a), tranzistorlarni shartli belgilanishi (b) va ikkita simmetrik zatvorli MT tuzilmasi (v).

Bu holda . (1)

Istok tomonda tok o‘tkazuvchi kanal qalinligi (1)ni e’tiborga olgan holda
(2)
ga teng bo‘ladi.
MTning ishlash prinsipi U_ZI va U_SI qiymatlari o‘zgarganda r–n o‘tish kambag‘allashgan sohalari kengligining o‘zgarishiga asoslanadi. Bu esa o‘z navbatida, kanal sohasi kengligining, uning o‘tkazuvchanligining va stok tokining o‘zgarishiga olib keladi.
Tranzistorga tashqi kuchlanishlar berilmaganda (U_ZI=0, U_SI=0) kanal uzunligining boshidan oxirigacha kanal ko‘ndalang kesimi birdek bo‘ladi (2,a-rasm). Zatvorlarga >0 kuchlanish berilganda r–n o‘tishlar teskari siljiydi, natijada r–n o‘tishlarning kambag‘allashgan sohalari kanal tomonga kengayadi, kanalning ko‘ndalang kesimi kanalning uzunligi bo‘ylab bir xil torayadi. Zatvorlardagi kuchlanishlar U_ZI berkitish kuchlanishiga (U_ZI.BYeRK) teng bo‘lganda kambag‘allashgan sohalar chegaralari ustma-ust tushadi, kanal kengligi nolga teng bo‘ladi (2,b-rasm).
Bunda texnologik parametr d₀ bevosita o‘lchanuvchi elektr parametr – d=0 bo‘lgandagi berkitish kuchlanishi U_ZI.BYeRK ni (2) ifodadan aniqlash mumkin
. (3)
Ishchi rejimda U_SI>0, shuning uchun kanal orqali elektronlarning istokdan stokka yo‘nalgan dreyf harakati boshlanadi, ya’ni kanal orqali stok toki I_S oqadi. U_SI kuchlanish manbaining ulanishi p–n o‘tish kengligiga ham ta’sir etadi. Tranzistor umumiy istok sxemada ulanganligi uchun stok potensialini U_SI ga teng deb qabul qilamiz. Endi kanalning ixtiyoriy kesimida p–n o‘tishdagi kuchlanishlar yig‘indisi U_ZI (x)= U_ZI + U_SI (x) ga teng, ya’ni istokdan stokka ortib boradi. Natijada, p–n o‘tish kengligi ortadi, kanal kengligi esa stokka yaqinlashgan sari ponasimon ko‘rinishda kamayib boradi.
Shunday qilib, kanaldan oqayotgan tokni U_ZI va U_SI kuchlanishlarni o‘zgartirib boshqarish mumkin. Bunda U_ZI kanal ko‘ndalang kesimini, U_SI esa kanal uzunligi bo‘ylab ko‘ndalang kesim va tokni o‘zgartiradi. Istok tomonda kanal kengligi berilgan U_ZI qiymati bilan, stok tomonda esa U_ZI +U_SI kuchlanishlar yig‘indisi bilan aniqlanadi. U_SI qiymati ortishi bilan kanalning «ponasimonligi» ko‘payib, kanal qarshiligi ortadi.

a)

b)

v)

g)

2-rasm. U_ZI va U_SI kuchlanishlarning turli qiymatlarida zatvorlar orasidagi kanal ko‘ndalang kesimining o‘zgarishi.
U_ZI ning berilgan qiymatida U_SI
, (7.4)
shartni qanoatlantiruvchi U_SI.TO‘Y qiymatga ortganda, kanalning stok tomondagi ko‘ndalang kesimi nolga teng bo‘ladi (2,v-rasm). U_SI.TO‘Y kuchlanish to‘yinish kuchlanishi deb ataladi. U_ZI = 0 bo‘lgan xususiy holda U_SI.TO‘Y = U_ZI.BYeRK.
Shunday qilib, U_SI =U_SI.TO‘Y bo‘lganda kanal qarshiligi eng katta qiymatga erishadi. Kanal berkilishi bilan stok toki to‘x-tamaydi, balki ortishi to‘xtaydi. U_SI > U_SI.TO‘Y bo‘lganda kanalning berkilish nuqtasi stokdan istokka qarab siljiydi (2,g-rasm) va kanal uzunligi ∆L qiymatga kamayadi. Bu kanal uzunligi modulyatsiyasi hodisasi deyiladi.Kanal berkilish sohasi ∆Lda o‘tish may-doni va kuchlanish mavjud. Ushbu maydonlarning har biri berkilish sohasiga o‘tuvchi elektronlar uchun tezlatuvchi maydonni tashkil etadi va elektronlarni stokka o‘tkazadi, natijada, stok toki hosil bo‘ladi.