Муаллифлар: Абдурахманов. П., физика-математика фанлари доктори, профессор, Эгамов У., физика-математика фанлари
4. Абдурахмонов К.П., Эгамов У
- Bu sahifa navigatsiya:
- - расм. Металл - ярим утказгич контактига тугри йуналишда потенциаллар фарки куйилган %олат
- Бу холда манфий зарядланган ярим утказгичнинг барча энергетик сатхлари, у билан бирга Ферми сатхи
- - расм. Электрон ковакли утишнинг хосил булиши
| Mr-
| ||
|
1пм Is _^ Imp 4>(0)=%- qv | ||
|
|
|
k Ec |
|
П мп |
+ - ^ - |
JWn ° k qv f |
|
Ппм ^ 0 |
| |
|
|
| |
- расм. Металл - ярим утказгич контактига тугри йуналишда потенциаллар фарки куйилган %олат
Бу холда манфий зарядланган ярим утказгичнинг барча энергетик сатхлари, у билан бирга Ферми сатхи М„ хам, qV масофага юкорига силжийди. Бу эса ярим утказгичдан металлга утаётган электронлар учун энергетик тусикнинг пасайишига олиб келади:
%0) = % - qV , (140.9)
Натижада тусик кенглиги хам тораяди:
d —
\
2s, s(Vk - V)
qn
(140.10)
n0
Ташки потенциаллар фарки таъсирида, потенциал тусикнинг баландлиги ва кенглиги узгариши, контакт буйича икки томонга утаётган электронлар окими мувозанатининг бузилишига олиб келади. Контактга, ёпиш йуналишида, ташки потенциаллар фарки V
j nqV/kT
куйилганда JMn ток зичлиги e марта камаяди, чунки потенциал
тусик баландлиги %0 + qV кийматга ошганда, тусикни енгиб утувчи электронлар сони
- qv
te
449
0 kT
n — n e
пм пм
марта камаяди, бу х,олда ]мп ток зичлиги куйидагига тенг булади:
— qV
J = J e kT
J мп J s
Ташки потенциаллар фарки ёпиш йуналишида куйилгандаги контакт буйича
Jse
qV
~~kT
Js Js
e
qV
~~kT
\
— 1
V
J
(140.11)
ва ток ярим утказгичдан металлга окади. Тескари йуналишдаги ташки
qV
кучланишни ошира борсак,
Тугри йуналишда ташки потенциаллар фарки куйилганда ярим утказгичдан металлга караб утаётган электронлар учун потенциал тусик
баландлиги
qV
]'мп = J'sekT , (140.12)
1’пм эса узгармасдан колиб, Л га тенг булади.
Тугри йуналишдаги натижавий ток зичлиги куйидагига тенг булади:
qV
Jтугри. = jмж — Jжм = Js (e ^ — 1), (140. 13)
- ва (140.13) - ифодалар металл - ярим утказгич контактининг
450
260-расм. Металл - ярим утказгич контактининг вольт - ампер
характеристикаси
- §. Электрон - ковак (n - p) утиш
Иккита ярим утказгич кристалларини бир - бирига тугридан - тугри текказиш билан электрон - ковакли утиш хосил килиш мумкин эмас. Чунки кристаллар сирти оксидланган булиши мумкин, бундан ташкари, чегара сиртида ярим утказгичларнинг энергетик спектрига таъсир килувчи бегона киришмалар атомлари, хар хил ифлосланиш ва нуксонлар булиши мумкин.
Электрон - ковакли утишни хосил килувчи, амалда, энг куп таркалган усуллардан бири - диффузия жараёнидир. Диффузия жараёни - газ, суюклик ва каттик холатда булган киришма атомларини юкори температурада ярим утказгич кристалл панжарасига киритишдан иборат. Масалан,
Киришмаларнинг ичкарига канчалик кирганлик даражаси ёки
Икки турли утказувчанликка эга булган сохаларни ажратувчи чегара
- расмда икки хил утказувчанликдан иборат булган ярим утказгичлар сохалари чегараси келтирилган ва у
451
Чегаранинг чап тарафида Na - акцептор концентрацияли р - турли ярим утказгич, унг тарафида эса, Nd - донор концентрацияли n - турли ярим утказгич жойлашган.
м
- расм. Электрон ковакли утишнинг хосил булиши
Акцептор ва донор киришмаларнинг концентрацияларини бир - бирига тенг деб хисоблаймиз:
Na = Nd = 1022 м -3 .
n - сохада асосий ток ташувчилар электронлардан, р - сохада эса коваклардан иборатдир. Асосий ток ташувчилар донор ва акцептор киришмаларнинг ионлашиши натижасида пайдо буладилар. Жуда паст булмаган температураларда бу киришмалар тула ионлашган булади,
n - сохадаги электронлар концентрацияси nn0 донор атомлари
концентрациясига тенг булади (n ~ Nd ). р - сохада эса, коваклар концентрацияси акцептор атомлар концентрациясига тенг булади
(p ~ Na).
Бу n - ва p - сохалар, асосий ток ташувчилардан ташкари, асосий булмаган ток ташувчиларга хам эгадир:
n сохада - ковакларга (pni)), р - сохада - электронларга (np0). Асосий булмаган ток ташувчилар концентрацияси таъсирлашувчи массалар конунидан топилади:
nno ppo = ppo ' npo = n2, (141.1)
бу ерда n - хусусий ярим утказгичдаги ток ташувчилар концентрациясидир.
452
nn0 pPo = 1022 м 3 ва nt = 1019 м 3 булганда, pno = = 1016м 3 га тенг
булади. Демак р - сохадаги коваклар концентрацияси n - сохадаги коваклар концентрациясидан 106 марта купдир, худди шундай, n - сохадаги электронлар концентрацияси хам р - сохадаги асосий булмаган электронлар концентрациясидан 106 марта купдир. Яримутказгичлар контакти атрофидаги сохаларда бир турли ток ташувчилар концентрациясининг фарки n - сохадан р - сохага
электронларнинг диффузиявий окими (nn^p), р - сохадан(pp^ч) -
сохага ковакларнинг диффузиявий окими хосил булишига олиб келади. Натижада n - соха мусбат, р - соха манфий зарядланади.
Сохаларнинг бундай зарядланиши n - сохада барча энергетик сатхларни ва Ферми сатхини пасайишига, р - сохада уларнинг кутарилишига олиб келади.
Унгдан чапга электронларнинг утиши ва чапдан унгга ковакларнинг утиши, р - сохадаги кутарилаётган Ферми сатхи (mp ), n - сохада пасаётган Ферми сатхи (pn) билан бир баландликда урнатилмагунча давом этади. Бу Ферми сатхлари бир баландликда урнатилганда сунг, n - ва р - сохаларда мувозанат холати урнатилади ва икки тарафдан келаётган электрон ва коваклар окимлари бир - бирига тенглашадилар:
nn^p = np^n , np^n = nn^n , (141.2)
n - соханинг контактга якин катламидан электронларнинг р - сохага кетиши, n - соханинг шу катламида ионлашган донор киришма атомларининг кузгалмас мусбат хажмий заряди пайдо булишига сабаб булади, бу катламнинг калинлигини dn деб белгилаймиз. Худди шунга ухшаш р - соханинг контактга якин катламидан ковакларнинг n - сохага утиши, р - соханинг dp катламида ионлашган акцептор киришма атомларининг кузгалмас манфий хажмий зарядини хосил килади. Шу катламлар орасида Vk контакт потенциаллар фарки хосил булади, бу уз навбатида, n - сохадан р - сохага электронларнинг, р - сохадан n - сохага ковакларнинг утишига тускинлик килувчи
% = qVk потенциал тусикни хосил килади. Потенциал тусик
куйидагича ифодаланади:
453
Download 1.32 Mb.
Do'stlaringiz bilan baham:
