O‘zbekiston respublikasi oliy va o‘rta maxsus ta’lim vazirligi m. M. Nishonova elektronikaning fizik asoslari o‘quv qo

p-n o‘tishning teskari ulanishi. p-n o‘tish teskari ulanganda tashqi kuchlanish manbayining musbat qutbi n — sohaga, manfiy qutbi esa, p — sohasiga ulanadi (24-rasm).

24-rasm. p-n o‘tishning teskari ulanishi.
Bunda, tashqi elektr maydon p-n o‘tishning ichki elektr maydoni bilan bir tomonga yo‘nalgan bo‘ladi, shu sababdan potensial to‘siq qiymati q( + ) va kengligi ortadi ( < ) I ni topish uchun quyidagi ifodadan foydalanish qulay:
(3.30)
bu yerda: — p — n o ‘tishning tashqi maydon bo‘lmagandagi kengligi. Potensial to‘siqning ortishi diffuziya tokining eksponensial kamayishiga olib keladi.
(3.31)
To‘yinish toki potensial to‘siq balandligiga bog‘liq bo‘lmagani uchun p-n o ‘tish orqali oqayotgan natijaviy tok
(3.32)
p-n o ‘tish teskari ulanganda kontaktlashuvchi yarim o‘tkazgichlardan noasosiy zaryad tashuvchilar “tortib olinadi”. Teskari tok ekstraksiya toki deb ataladi.

3.4. Zaryad tashuvchilarning generatsiyasi va rekombinatsiyasining p-n o‘tishning VAX iga ta’siri

p-n o‘tish orqali oqayotgan tokning unga berilayotgan kuchlanishga bog‘liqligi, I= f( ) volt — amper xarakteristika (VAX) deyiladi. Umumiy holda p-n o ‘tish VAXi:
(3.33)


(3.34)
(3.33) va (3.34) lar asosida eksponensial bog'liqlik yordamida ifodalanadi (25, a-rasm).





25-rasm. Ideallashtirilgan (uzluksiz chiziq) hamda real (punktir chiziq) p-n o‘tishning VAXi (a) va uning harorat bilan o‘zgarishi (b).
Tayyorlanish texnologiyasiga qarab - o‘tish „tor" yoki „keng" bo‘lishi mumkin. -o‘tishni olish vaqtida -sohadan -sohaga o‘tishda aralashmalar konsentratsiyasini keskin o‘zgaradigan qilib tayyorlash mumkin emas. Ular ma’lum masofada maksi­mum bilan minimum qiymati orasida taqsimlangan bo‘ladi. Shuning uchun -o‘tishning „keng" yoki „tor" bo‘lishiga shu masofa ham katta rol o‘ynaydi. Agar -o‘tishdagi hajmiy zaryadlar sohasining kengligi aralashmalarning taqsimlanish oraligidan katta bo‘lsa, - o‘tish „tor" hisoblanadi. Odatda, tor - o‘tishni keskin-o‘tish deb ham yuritiladi. Agar aralashmalarning taqsimlanish fronti juda keng bo‘lib, hajmiy zaryadlar sohasi kengligidan katta bo‘ladigan bo‘lsa, -o‘tish keng - o‘tish deb yuritiladi.
Biz - o‘tishni keskin va keng - o‘tishlarga ajratishimizga sabab shundan iboratki, keskin -o‘tishdan elektronlar kristall panjara bilan to‘qnashishmasdan o‘tib keta oladi. Shu sababli, o‘tishda elektronlarning rekombinatsiya, generatsiyasi va sochilishini hisobga olmasak buladi. Keng o‘tishda esa elektronlarning harakati diffuzion xarakterga ega. Shuning uchun, rekombinatsiya va generatsiyani hisobga olish zarur.
Biz oldin, keskin -o‘tishning volt-amper xarakteristikasini aniqlaylik.
Yuqorida -o‘tishdan to‘g’ri yo‘nalishdagi tok asosiy bo‘lmagan zaryad tashuvchilarning diffuziyalanishi natijasida hosil bo‘lishligini, teskari tok esa asosiy bo‘lmagan zaryad tashuvchilarning issiqlik generatsiyasi hisobiga yuz berishligini ko‘r­gan edik. _l - o‘tishda to‘liq tok ikkala holda ham teshiklar va elektronlar hisobiga hosil bo‘lgan toklarning yig’indisiga teng bo‘ladi, ya’ni,
(3.35)
Teshik va elektron tokini aniqlaylik , ya’ni,
(3.36)
Biz bu yerda bir ulchovchi holni ko‘ramiz. o‘tishning qarshiligi va -sohalarning qarshiligidan katta bo‘lsa, (3.36) dan omik tokni hisobga ol­masak ham bo‘ladi. Chunki, bu tok diffuzion tokka qaraganda juda ham kichik bo‘ladi. Demak,
(3.37)
Xuddi yuqoridagi mulohazalarga asosan p-sohadagi elektron toki,
(3.38)
(3.37) va (3.38) ifodalardan ko‘rinadiki, va larni aniqlash uchun va larni aniqlash kerak. Bularni aniqlash uchun, uzluksizlik tenglamasidan foydalanamiz, va lar uchun quyidagi tenglamalarni olamiz:
(3.39)
(3.40)

(3.41) va (3.42)


Bu tenglamalarni yechish uchun to‘rtta chegaraviy shart bo‘lishi zarur. Agar -sohaning uzunligi shu sohadagi elektronlarning diffuziyalanib siljish uzunligi dan katta bo‘lsa, -o‘tishdan diffuziyalanib o‘tgan elektronlar -sohaning oxiriga yeta olmaydi. Shuning uchun, -sohaning oxirida elek­tronlar konsentratsiyasi ga teng bo‘ladi. Demak,
(3.43)
Koordinata boshi qilib -o‘tishning o‘rtasini olamiz va ning musbat yo‘nalishini 26-rasmda ko‘rsatilgandek qilib tanlaymiz.