Тошкент ахборот технологиялари университети самарқанд филиали

1.4 р-n ўтишнинг тешилиш турлари. р-n ўтишнинг электр параметрлари. Металл-яримўтказгич ўтишлар. Гетероўтишлар.

Тескари уланган p-n ўтиш токининг кескин ортишига мос келувчи кучланиш тешилиш кучланиши U_ТЕШ деб аталади. Тешилишни икки хил механизми мавжуд: электр ва иссиқлик. Иккала ҳолда ҳам токнинг кескин ўсиши p-n ўтиш соҳасида ЭЗТларнинг қўшимча генерацияси билан боғлиқ. Электр теши-лишда заряд ташувчилар сони кучли электр майдон таъсирида, иссиқлик тешилишда эса, атомларда бўладиган термик генерация ҳисобига ортади.

Электр тешилиш механизми икки хил табиатга эга: кўчкили ва туннель.
Кўчкили тешилиш. Электрон ёки ковак яримўтказгич атоми билан тўқнашиб уни ионлаштиради. Бунинг учун у электр майдон таъсирида эркин югуриш узунлигида яримўтказгичнинг тақиқ-ланган зонаси энергиясидан катта энергия олиб улгурган бўлиши лозим.
Заряд ташувчи электр майдон таъсирида етарли кинетик энергия тўплагандан сўнг, атом билан тўқнашади ва ундан валент электронни уриб чиқариб ўтказувчанлик зонасига ўтказади. Зарба натижасида генерацияланган электрон – ковак жуфтлик ҳам майдон таъсирида тўқнашганда ионлаштириш жараёнида иштирок этади. Жараён кўчкисимон ортади ва тескари токнинг кескин ортишига олиб келади. p-n ўтишдан кетаётган n₂ заряд ташувчиларни ўтишга кираётган n₁ заряд ташувчилар сонига нисбатикўчкили кўпайиш коэффициенти деб аталади. Уни баҳолаш учун қуйидаги аппроксимациядан фойдаланилади:
. (2.25)
Бу ерда, m – яримўтказгич материалига ва база соҳа турига боғлиқ параметр, n – кремний ва p – германий учун m =5, p – кремний ва n – германий учун m =3.
p-n ўтишдаги электр майдон кучланганлигининг ўртача қиймати . Бу ерда ўтиш кенглиги l (2.2) ва (2.6) формулалар ёрдамида топилади. Кўчкили тешилиш кучланиши U_ТЕШқиймати яримўтказгич тақиқланган зона кенглиги ортиши ва киритмалар концентрацияси камайиши билан ортиб боради. Амалда тешилиш режимида p-n ўтиш тескари токининг тескари кучланиш билан қуйидаги эмпирик боғлиқлигидан фойдаланилади:
. (2.26)
Турли яримўтказгич материаллар учун в=2÷6.
Кўчкили тешилишда М ва I_ТЕСК ларнинг U_ТЕСК га боғлиқлиги 2.6-расмда келтирилган.

2.7-расм. Кўчкили тешилишда М ва I_ТЕСК ларнинг U_ТЕСК га боғлиқлиги.