P-n o'tish: oddiy tilda batafsil

Yarimo'tkazgich n - turi (elektron o'tkazuvchanlik)
Nopok fosfor atomi odatda kristall panjara joylarida asosiy atomni almashtiradi. Bunday holda, fosfor atomining to'rtta valentlik elektronlari qo'shni to'rtta kremniy atomlarining to'rtta valentlik elektronlari bilan bog'lanib, sakkiz elektronning barqaror qobig'ini hosil qiladi. Fosfor atomining beshinchi valentlik elektroni uning atomi bilan zaif bog'langan va tashqi kuchlar ta'sirida (panjaraning termal tebranishlari, tashqi elektr maydoni) osongina erkin bo'lib, hosil bo'ladi. erkin elektronlar kontsentratsiyasining ortishi . Kristal elektron o'tkazuvchanlikka yoki n-tipli o'tkazuvchanlikka ega bo'ladi . Bunday holda, elektrondan mahrum bo'lgan fosfor atomi kremniy kristall panjarasiga musbat zaryad bilan qattiq bog'langan va elektron mobil manfiy zaryaddir. Tashqi kuchlar bo'lmasa, ular bir-birini, ya'ni kremniyda kompensatsiya qiladi n-turierkin o'tkazuvchan elektronlar soni aniqlanadi kiritilgan donor nopoklik atomlari soni.
Yarimo'tkazgich p - turi (teshik o'tkazuvchanligi)
Faqat uchta valentlik elektroniga ega bo'lgan alyuminiy atomi qo'shni kremniy atomlari bilan mustaqil ravishda barqaror sakkiz elektronli qobiq yarata olmaydi, chunki buning uchun unga yaqin joyda joylashgan kremniy atomlaridan biridan oladigan yana bitta elektron kerak bo'ladi. Elektronga ega bo'lmagan kremniy atomi musbat zaryadga ega va u qo'shni kremniy atomidan elektronni tortib olishi mumkinligi sababli, uni teshik deb ataladigan kristall panjara bilan bog'lanmagan mobil musbat zaryad deb hisoblash mumkin. Elektronni tutib olgan alyuminiy atomi kristall panjara bilan qattiq bog'langan manfiy zaryadlangan markazga aylanadi. Bunday yarimo'tkazgichning elektr o'tkazuvchanligi teshiklarning harakati bilan bog'liq, shuning uchun u p-tipli teshik yarimo'tkazgich deb ataladi. Teshik konsentratsiyasi kiritilgan qabul qiluvchi nopoklik atomlari soniga mos keladi.
Zamonaviy yarimo'tkazgichli qurilmalarning aksariyati har xil turdagi elektr o'tkazuvchanligiga ega bo'lgan materiallarning chegaralarida sodir bo'ladigan hodisalar tufayli ishlaydi.
Yarimo'tkazgichlar ikki xil - n va p. N-tipli yarimo'tkazgich materiallarining o'ziga xos xususiyati manfiy zaryadlanganligidir elektronlar. P tipidagi yarimo'tkazgich materiallarida xuddi shunday rol o'ynaydi teshiklar musbat zaryadlangan. Ular atom parchalangandan keyin paydo bo'ladi elektron, va shuning uchun musbat zaryad hosil bo'ladi.
Silikon monokristallari n tipidagi va p tipidagi yarimo'tkazgichli materiallarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Ularning ajralib turadigan xususiyati kimyoviy tozalikning juda yuqori darajasidir. Ushbu materialning elektrofizik xususiyatlarini sezilarli darajada o'zgartirishi mumkin, unga juda ahamiyatsiz, birinchi qarashda, aralashmalar kiritiladi.
Yarimo'tkazgichlarni belgilashda ishlatiladigan "n" belgisi " so'zidan kelib chiqqan. salbiy» (« salbiy"). n-tipli yarimo'tkazgichli materiallarda asosiy zaryad tashuvchilar quyidagilardir elektronlar. Ularni olish uchun kremniyga donor aralashmalari kiritiladi: mishyak, surma, fosfor.
Yarimo'tkazgichlarni belgilashda ishlatiladigan "p" belgisi "" so'zidan kelib chiqqan. ijobiy» (« ijobiy"). Ulardagi asosiy zaryad tashuvchilar teshiklar. Ularni olish uchun kremniyga qabul qiluvchi aralashmalar kiritiladi: bor, alyuminiy.
Bepul soni elektronlar va raqam teshiklar sof yarimo'tkazgich kristalida aynan bir xil. Shuning uchun yarimo'tkazgichli qurilma muvozanat holatida bo'lsa, uning har bir mintaqasi elektr neytral hisoblanadi.
Boshlanish nuqtasi sifatida n-mintaqaning p-mintaqasi bilan chambarchas bog'liqligini olaylik. Bunday hollarda ular o'rtasida o'tish zonasi, ya'ni zaryadlar bilan tugaydigan ma'lum bir bo'shliq hosil bo'ladi. U ham deyiladi " to'siq qatlami", qayerda teshiklar va elektronlar rekombinatsiyaga uchraydi. Shunday qilib, har xil turdagi o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan ikkita yarim o'tkazgichning tutashgan joyida zona hosil bo'ladi, bu zona deb ataladi. p-n birikmasi.
Har xil turdagi yarimo'tkazgichlarning aloqa nuqtasida p-tipli mintaqadan teshiklar qisman n-tipli hududga, elektronlar esa teskari yo'nalishda bo'ladi. Shuning uchun p tipidagi yarim o'tkazgich manfiy, n tipidagi yarim o'tkazgich esa musbat zaryadlangan. Biroq, bu diffuziya faqat o'tish zonasida paydo bo'ladigan elektr maydoni unga xalaqit bera boshlamaguncha davom etadi, buning natijasida harakat va e. elektronlar, va teshiklar to'xtaydi.
Foydalanish uchun sotiladigan yarimo'tkazgichli qurilmalarda p-n birikmasi unga tashqi kuchlanish qo'llanilishi kerak. Uning polaritesi va qiymati qanday bo'lishiga qarab, o'tishning harakati va to'g'ridan-to'g'ri u orqali o'tadigan elektr toki bog'liq. Agar oqim manbaining musbat qutbi p-mintaqaga, manfiy qutbi esa n-mintaqaga ulangan bo'lsa, u holda to'g'ridan-to'g'ri aloqa mavjud. p-n birikmasi. Agar polarit o'zgartirilsa, u holda teskari inklyuziya deb ataladigan vaziyat paydo bo'ladi. p-n birikmasi.
To'g'ridan-to'g'ri ulanish
To'g'ridan-to'g'ri ulanish amalga oshirilganda p-n birikmasi, keyin tashqi kuchlanish ta'sirida unda maydon hosil bo'ladi. Uning ichki diffuziya elektr maydonining yo'nalishiga nisbatan yo'nalishi qarama-qarshidir. Natijada, hosil bo'lgan maydon kuchi kamayadi va to'siq qatlami torayadi.