X. K. Aripov, A. M. Abdullayev, N. B. Alim ova, X. X. Bustano V, ye. V. Obyedkov, sh. T. Toshm atov

ega 

bo‘lgan 

maydon 

ta’sir 

etmoqda 

deb 

faraz 

qilaylik. 

Yarimo‘tkazgichda ko‘ndalang kesimi  1  sm2  ni  tashkil  etuvchi,  x o ‘qiga 

perpendikular joylashgan, dx qalinlikdagi  qatlamni  ajratamiz (1.8-rasm). 

Ushbu  qatlam  hajmi  dV^dx  X  sm2  ni  tashkil  etadi.  t  vaqt  momentida 

qatlamdagi  kovaklar  konsentratsiyasini  p   (x,  t)  bilan,  (t+ d t)  vaqtdagi 

konsentratsiyani  esa  p   (x,  t+ dt)  deb  belgilaymiz.  dt  vaqt  davomida 

qatlamdagi  kovaklar sonining o ‘zgarishi

\p(x,t + d t ) -  p {x j)\it = ^;dtdx 

ot

ni  tashkil  etadi.  Bu  o ‘zgarish  qatlamda  sodir  bo‘layotgan  generatsiya, 

rekombinatsiya hamda diffuziya va dreyf jarayonlari bilan b og iiq .

Generatsiya  natijasida  d t  vaqt  birligi  ichida  yarimo‘tkazgichning 

dV =dx  1  sm2  birlik hajmida goto#  kovaklar hosil  bo‘ladi,  bu yerda,  g -  

generatsiya tezligi.

Ex- ----------- 

.

 

► in

x+dx

1.8-rasm.  Konsentratsiyalar balansi tenglamasini  chiqarishga oid.

(1.23)ga  muvofiq  vaqt  birligi  ichida  yarimo‘tkazgichning  birlik 

hajmida  ~ P TPm  ei"kin  kovaklar  yo ‘qoladi.  dt vaqt  davomida dx hajmda

y o ‘qolgan kovaklar  - P ^ P" dxdt  ni tashkil  etadi.

Natijada konsentratsiya  gradient!  va tashqi  elektr maydon  mavjud- 

ligi  sababli  dx  qatlamga  kiruvchi  tok  zichligi jp(x),  qatlamdan  chiqa- 

yotgan  tok  zichligi  jp(x+  dx)  ga  teng  boMadi.  Ushbu  toklar  farqi 

hisobiga  d t  vaqt  davomida  kovaklar  sonining  o ‘zgarishi  quyidagi 

munosabat bilan aniqlanadi

28

[/, W - Л 

+ d x)\b  = ~ ^ dxdt-

Agar barcha jarayonlar bir-biriga bog‘liq  bo‘lmagan  holda kechadi 

deb hisoblansa, d t vaqt davomida qatlamda kovaklar sonining o ‘zgarishi

— dtdx =

dtdx

dt

boMadi.

Tenglamaning  ikkala  tomonini  dtdx  ga  qisqartirib,  nomuvozanat 

kovaklar rekombinatsiya tezligini topamiz:

» » >

Shunga  o ‘xshash  tenglamani  p   -   yarimo‘tkazgichdagi  elektronlar 

uchun ham yozish mumkin.

(1.34) 

tenglama  uzluksizlik  tenglam asi  deb  ataladi.  Uzluksizlik 

tenglamasi  уarimo‘tkazgichda  kechadigan  jarayonlar  kinetikasining 

asosiy  tenglamasi  hisoblanadi  va  ixtiyoriy  vaqtda,  muvozanatni 

buzuvchi  ixtiyoriy  tashqi  ta’sir  ostida,  yarimo‘tkazgichning  ixtiyoriy 

nuqtasidagi  zaryad  tashuvchilar  konsentratsiyasini  topish  imkonini 

beradi.  Zaryad  tashuvchilar  konsentratsiyasi  aniqlangandan  so‘ng, 

boshqa  kattaliklaming,  masalan,  bir  jinsli  yoki  bir  jinsli  bo‘lmagan 

ixtiyoriy  tuzilmadan  oqadigan  tok  kuchini,  vaqt  bo‘yicha  yoki  fazoviy 

o ‘zgarishlarini  aniqlash mumkin.

Nazorat savollari

1.  Yarimo ‘tkazgichlarning о 'ziga xos xususiyatlarini aytib bering.

2.  Yarimo ‘tkazgich energetik zonalar diagrammasini tushuntiring.

2.  Erkin zaryad tashuvchi (EZT) deb nimaga aytiladi?

4.  О ‘tkazuvchanlik elektroni va kovakka ta ’r i f  bering.  Ular qanday hosil 

bo ‘ladi?

5.  Xususiy  о ‘tkazuvchanlik  deganda  nima  tushuniladi?  Xususiy yarim - 

o ‘tkazgichda EZTlar konsentratsiyasi.

6.  Yarimo ‘tkazgich xususiyatlariga qanday kiritmalar ta 'sir etadi?

7. Akseptor va donor kiritm alam i tushuntiring.

29

8.  Elektron  va  kovakli о ‘tkazuchanlikka  ega yarim o ‘tkazgichlarga  ta 'r if 

bering.

9.  Qanday zaryad  tashitvchilar  asosiy  va  noasosiy  zaryad  tashuvchilar 

deb  ataladi?  Ularning  m uvozanat  konsentratsiyalari  o'zaro  qanday 

bog ‘langan?

10.  Y arim o‘tkazgichlarda  EZTlar  konsentratsiyasi  temperatura  o'zga- 

rishi bilan nim a  uchun va qanday о ‘zgaradi?

11.  Elektr neytrallik shartini yozing.

12.  Zaryad tashuvchilar d re y f toki  uchun shartni yozing.

13.  X ususiy  va  kiritm ali  y a r im o ‘tkazgichlar  temperaturaga  qanday 

bog ‘langan?

14.  Tokning d r e y f tashkil etuvchi lari ifodasini yozing.

15.  O qimning uzluksizlik tenglamasi deganda nim ani tushunasiz?

30

II  BOB

Y A R IM O *T K A Z G IC H L A R D A   K O N T A K T   H O D ISA LA R

Q attiq jism   o4kazuvchanlik  turi  bilan  farqlanuvchi  yoki  o ‘tkazuv­

chanlik  turi  bil  xil  bo‘lib,  solishtirm a  qarshiligi  bilan  farqlanuvchi 

sohalari  orasidagi  kontakt  natijasida  hosil  boMadigan  o ‘tkinchi  qatlam 

elektr o ‘tish

  deb  ataladi.  Y arim o‘tkazgich  asboblarda 

elektron  -  kovak 

o ‘tish

 y o k i

p - n  o ‘tish

 deb ataluvchi  elektr o ‘tishdan keng foydalaniladi.

Taqiqlangan  zonalari  kengligi  teng,  ya’ni  kimyoviy  jihatdan  bir 

xil  yarim o6tkazgich  materiallar  (masalan.  Si 

yoki  GaAs)  asosidagi 

elektr  o ‘tishlar 

gomoo'tish,

  taqiqlangan  zonalari  qiymati  bir-biridan 

farqlanuvchi  yarim o6tkazgichlar  asosidagi  o ‘tishlar esa 

geteroo‘tish

  deb 

ataladi.

M etallarda  taqiqlangan  zona  boMmagani  sababli  geteroo‘tish- 

lam ing  xususiy  holiga  mos, 

metall

  -  

yarimo'tkazgich

  deb  ataluvchi 

elektr 

o ‘tishlar

 ham elektronikada keng qo6llaniladi.

K o‘p  yarim o6tkazgich  asboblar  va  integral  mikrosxemalaming 

ishlash  prinsipi  elektr o'tishlarning xususiyatlariga asoslanadi.

2.1.  M uv o zan at  ho latd a 

p-n

  o ‘tish

Yarim o‘tkazgich  asboblam ing  aksariyati 

bir jinsli bo‘lmagan

  ya- 

rim o‘tkazgichlar  asosida  yaratiladi.  Xususiy  holda,  bir jinsli  bo‘lmagan 

yarim o6tkazgich  m onokristallning m a’lum  sohasi 

p  -

 turli,  boshqa  soha- 

si  и  -  turli  o6tkazuvchanlikni  namoyon  etadi.  Yarimo6tkazgichning 

p

  -  

va  n  -

  sohalari  chegarasidan  ikki  tom onda  hajm iy  zaryad  sohasida 

elektron  -   kovak  o (tish

  yoki 

p-n  o ‘tish

  hosil  bo6ladi.  Uning  ishlash 

mexanizmini  oydinlashtirish  uchun 

n  -

  sohadagi  elektronlar 

va  p   -  

sohadagi  kovaklar  soni  bir-biriga  teng  va  har  bir  sohada  oz  miqdorda 

noasosiy  zaryad  tashuvchilar  mavjud  deb  hisoblaymiz.  X ona  tempera­

turasida 

p

 -  turli  yarim o6tkazgichda akseptor kirishmalar  manfiy  ionlari 

konsentratsiyasi 

Na~,

  kovaklar  konsentratsiyasi 

pp  ga,  n  -

  turli 

yarim o6tkazgichda  esa  donor  kiritm alar  musbat  ionlari  konsentratsiyasi 

N / ,

  elektronlar  konsentratsiyasi 

n„

  ga  teng. 

p  - v a n -

  sohalar  chega- 

rasida  kovaklar  va  elektronlar  konsentratsiyasi  gradienti  mavjud

31

bo‘lganligi  sababli elektronlam ing 

p  -

 sohaga,  kovaklam ing 

n -

 sohaga 

diffuziyasi  boshlanadi.

a)

Ё

b)

*

U

k

0

+

У

d)

H ajm iy 

zaryad sohasi

n

  -  

soha

p  -  soha

- J   -   -

2.1-rasm.  Term odinam ik m uvozanat holatidagi 

p-n

 o ‘tish.

32

Diffuziya  natijasida  chegara  yaqinidagi 

n  -

  sohada  elektronlar 

konsentratsiyasi  qo‘zg‘almas  musbat  donor  ionlari  konsentratsiyasidan 

kamayadi  va  bu  qatlam   musbat  zaryadlana  boshlaydi.  Bir  vaqtning 

o ‘zida  chegaradosh 

p   -

  sohada  kovaklar  konsentratsiyasi  ham  qo‘z- 

g ‘alm as  manfiy  akseptor  ionlari  konsentratsiyasidan  kamayadi  va  bu 

qatlam   manfiy  zaryad  ola  boshlaydi  (2.1a-rasm).  Natijada,  chegaradan 

ikki  tom onda  qo‘sh  elektr  qatlam  hosil  boMadi.  Rasm da  musbat  va 

manfiy  ishoralar  bilan  belgilangan  doirachalar  m os  ravishda  donor  va 

akseptor  kiritmalar  ionlarini  tasvirlaydi.  Hosil  bo'lgan  qo‘sh  elektr 

qatlami 

p-n

  o ‘tish  deb  ataladi.  Ushbu  qatlam da  harakatchan  zaryad 

tashuvchilar  bo‘lmaydi.  Shuning  uchun  uning  solishtirm a qarshiligi 

p  -  

va  и  -   sohalam ikiga  nisbatan  ju d a  yuqori  bo‘ladi.  Adabiyotlarda  bu 

qatlam  

kambag‘allashgan

 yoki 

i -  soha

 deb ataladi.

p   -   \a   n  -

  sohalar  chegarasidan  ikki  tom onda joylashgan  hajmiy 

zaryad  musbat  va  manfiy  ishoraga  ega  boNgani  sababli 

p-n

  o‘tish 

sohasida  kuchlanganligi 

Ё

  bo‘lgan  ichki  elektr  maydon  hosil  qiladi. 

U shbu  maydon  qo‘sh  elektr  zaryad  sohasi ga  kirgan  asosiy  zaryad 

tashuvchilar  uchun  tormozlovchi  ta ’sir  qilib,  ularning 

p-n

  o ‘tish  orqali 

qo‘shni  sohaga  o‘tishiga  qarshilik  ko'rsatadi.  Potensialning 

p-n

  o ‘tish 

yuzasiga  perpendikular  bo‘lgan  X  yo‘nalishda  o‘zgarishi  2.1b-rasmda 

ko‘rsatilgan.  Bu  yerda 

p   -   \a   n  -

  sohalar  chegarasidagi  potensial  nol 

potensialga teng deb qabul  qilingan.

p-n

 o ‘tishning zonalar energetik diagrammasi  Fermi  -  Dirak funk- 

siyasi  hamda  zaryad  tashuvchilam ing  zonalar  bo‘yicha  taqsimlanishi 

bilan birgalikda  2.1 d-rasmda ko‘rsatilgan.

p-n

  o ‘tishda  voltlarda  ifodalangan 

kontakt  potensiallar  farqi 

UK=(pn-(pp

 ga teng bo‘lgan potensial to ‘siq yoki kontakt potensiallar farqi 

hosil  bo‘lishi  2.1 b-rasmdan  ko‘rinib  turibdi. 

и к

  qiymati  yarim o‘tkaz­

gich  taqiqlangan  zona  kengligi  va  kiritmalar  konsentratsiyasiga  bog‘liq 

bo‘lib,  quyidagi  ifoda bilan hisoblanadi

t / ,   = — i n ^ - = — i n ^ - .  

(2.1)

Я 

n P 

Я 

Pn

O datda  germaniyli 

p-n

  o‘tishlar  uchun  kontakt  potensiallar  farqi 

UK

 ~0,35V  ni, krem niylilar uchun esa - 0,7V ni tashkil etadi.

p-n

  o ‘tishni  hosil  qiluvchi 

N j

  va 

Na

  kiritmalar  konsentratsiyasi 

texnologik  chegarada  zinasimon  o ‘zgarsa 

keskin  p-n  o (tish

  yuzaga 

keladi.  Uning  kengligi 

l0

  nafaqat  kiritmalar  konsentratsiyasiga,  balki

33

o‘tishdagi  konsentratsiyaning  o ‘zgarish  qonuniyatiga  bogMiq  bo'lib, 

quyidagi  ifoda bo‘yicha topiladi

(

2

.

2

)

va  m ikrom etm ing  o ‘nlarcha  ulushidan  bir  necha  m ikrom etrgacha 

bo‘lgan  qiymatlami  tashkil  etadi.  Demak,  to r 

p-n

  o‘tish  hosil  qilish 

uchun  yarim o‘tkazgichga  yuqori  konsentratsiyali  kiritm alar  kiritish, 

keng 

p-n

  o ‘tish  hosil  qilish  uchun  esa  kiritm alar  konsentratsiyasi  kichik 

boMishi kerak.

Bu  yerda, 

q  -

  elektron  zaiyadi, 

e0 -

  elektr  doimiysi, 

e  -

  yarim- 

o ‘tkazgichning nisbiy elektr doimiysi.

p - n   o ‘tish  toklari.

  Elektron  va  kovakning  o ‘rtacha  issiqlik 

energiyasi  yarim o6tkazgich  tem peraturasi  bilan  belgilanadi  va 

kT

  ga 

teng, 

к  -

  Bolsman  doimiysi, 

T  -

  absolut  temperatura.  Y arim o‘tkaz- 

gichdagi  har bir zarra energiyasi  o ‘rtacha energiyadan  farq  qiladi.  Ayni- 

magan 

n

 -y a rim o ‘tkazgichda  energiyasi  FF, dan  kichik  bo‘lm agan  elek­

tronlar  konsentratsiyasi  Bolsm an  taqsim otiga  binoan  quyidagi  ifoda 

bilan aniqlanadi:

Undan  yuqori  energiyali  zarrachalar  soni  eksponensial  ravishda  keskin 

kamayishi  ko‘rinib turibdi.  Bu yerda 

asosiy  zaryad tashuvchilam ing 

konsentratsiyasi.  Shunga o ‘xshash  ifoda kovaklam i  energiyalar bo‘yicha 

taqsimlanishini belgilaydi.

p   -  

n  -

  yarim o‘tkazgichlar  kontaktga  keltirilganda  energiyasi 

yuqori  bo‘lgan 

тжу&А

 tashuvchilar 

(\У,>иК1д)  p-n

 o ‘tish  orqali  qo‘shni 

sohalarga  diffuziyalanish  hisobiga 

p-n

  o ‘tishning  elektr  maydoniga 

teskari  yo‘nalishda  siljiydilar.  N atijada 

diffuziya  toki IDlF

 hosil  bo‘ladi. 

Asosiy zaryad t a s h u c h i l a m i n g o ‘tish  orqali  diffuziyalanishi  bilan  bir 

vaqtda  noasosiy  zaryad  tashuvchilam ing 

p-n

  o ‘tish  maydoni  yo‘na- 

lishida  siljishi  boshlanadi.  B u  m aydon  noasosiy  zaryad  tashuvchilarga 

tezlatuvchi  ta ’sir ko‘rsatib, 

dreyf tokim

  hosil  qiladi. 

p-n

  o ‘tishga  elektr

2.2.  N o m u v o za n at h o la td a  

p-n

  0 ‘tish

(2.3)

34

kuchlanish  berilmaganda  term odinam ik  muvozanat yuzaga  keladi,  y a’ni 

diffuziya  va  drey f toklari  absolut  qiymatlari  teng  bo‘ladi.  Diffuziya  va 

d rey f toklari  qarama-qarshi  tom onlarga  yo‘nalgan  bo‘lgani  sababli 

p-n 

offish  orqali  tok  oqmaydi,  y a’ni  makroskopik  zaryad  tashish  amalga 

oshmaydi (2.1 d-rasm).

p-n  o (tishning  to ‘g ‘ri  ulanishi.

  Agar 

p-n

  offishga  tashqi  kuch­

lanish 

U0

  berilsa,  m uvozanat  buziladi  va  undan  tok  oqib  o ‘ta boshlaydi. 

Kuchlanish  manbaining  musbat  qutbi 

p  -

  sohaga,  manfiy  qutbi  esa 

n  -  

sohaga  ulansa, 

p-n

  offish 

to ‘g ‘ri  ulangan

  yoki 

to‘g ‘ri  siljitilgan

  deb 

ataladi  (2.2-rasm).

h - W I

. . . . .

\Щ

©

n 

' 1  

1

e r

.............

©1

§1

Я 1

©1

— 

+ 

-------------- ° 

4 , 

»--------------

2.2-rasm. 

p-n

 offishning to‘g‘ri  ulanishi.

Bunda  kuchlanish  manbai  hosil  qilayotgan  elektr  maydon  yo‘na- 

lishi 

p-n

 offish ichki  elektr maydoni  yo‘nalishiga teskari  boffgani  uchun 

natijaviy  m aydon  kuchlanganligi  kamayadi.  Bu  o ‘z  navbatida 

p-n 

offishdagi  potensial  to ‘siq  balandligini 

qUo

  ga  kamayishiga  olib  keladi. 

N atijada/7-л offish kengligi  ham kichiklashadi.

Potensial  to‘siqning  kamayishi  natijasida  asosiy  zaryad  tashuv­

chilam ing 

p-n

  orqali  offishi  ortadi,  diffuziya toki  qiymati  kattalashadi. 

p 

-   \

2

l  n  -

  sohalarda  nomuvozanat  noasosiy  zaryad  tashuvchilar 

{p  -  

sohada  Ди  elektronlar, 

n  -

  sohada  esa 

Ap

  kovaklar)  hosil  boffadi. 

Y arim o‘tkazgich  hajm iga  noasosiy  zaryad  tashuvchilami  purkash 

(kiritish) hodisasi 

injeksiya

 deb  ataladi.

p-n

  offishga  berilgan  kuchlanish qiymati  o‘zgarishi  bilan  diffuziya 

toki qiymati (2.3)ga muvofiq eksponensial qonun bo‘yicha o‘zgaradi:

/ « r   =   i y U- ' "   ■ 

(2-4)

bu yerda, 

I0-

 to ‘yinish yoki 

p-n

  offishning teskari  toki.

35

To‘g ‘ri  siljitilganda  potensial  to ‘siqning  o ‘zgarishi  teskari  tok 

qiym atiga  ta’sir  etm aydi,  chunki  u  vaqt  birligi  ichida  issiqlik  harakat 

natijasida  xaotik  harakatlanib, 

p-n

  o ‘tish  orqali  o ‘tayotgan  noasosiy 

zaryad  tashuvchilar  soni  bilan  belgilanadi.  Diffuziya  va  drey f  toklar 

qaram a-qarshi  tom onga  yo‘nalganligi  sababli, 

p-n

  o ‘tish  orqali  oqadi­

gan  natijaviy  to ‘g ‘ri  tok,  (2.1)ni  e ’tiborga  olgan  holda,  quyidagicha 

topiladi:

(2 -5)

I0

 tok  qiymati  germaniyli 

p-n

  o ‘tishlarda  o ‘nlarcha  m ikroam pem i, 

krem niylilarda  esa -  nanoam perlam i  tashkil  etadi  va tem peratura ortishi 

bilan  keskin  ortadi.  Germaniyli  va  kremniyli 

p-n

  o ‘tishlar  uchun 

I0 

qiym atining  bunday  katta  farq  qilishi,  ularning  taqiqlangan  zonalari 

kengligidagi  farq bilan aniqlanadi.

GaAs  asosidagi 

p-n

  o ‘tishning  tok  o‘qi  b o ‘yicha  turli  m asshtab- 

larda  keltirilgan  volt -  am per xarakteristikasi  (V A X )  2.3B-rasmda  kelti­

rilgan.

Diflkgya

 

i

b)

0.4

u,v

2.3-rasm.  T o‘g ‘ri  siljitilgan 

p-n

 o ‘tishdagi jarayonlar  (a) va (b). 

GaAs asosidagi 

p-n

 o ‘tishning tok bo‘yicha turli  m asshtablardagi  VAXi

p - n   о ‘tishning  teskari  ulanishi  p - n

  o ‘tish  teskari  ulanganda 

tashqi 

U0

 kuchlanish m anbaining m usbat qutbi 

n  -

 sohaga,  m anfiy qutbi 

esa 

p  -

 sohasiga ulanadi (2.4-rasm).

36

,■*- 

I

t e s k

  -*■,

l©(t>

l @ ©  

@ ©  

n  

l @ ©

l © @

l @ ©

© 0 1

© 0 i

0 ©

0 © l  

P  

© 0 1  

© © I

+  

7 7  

—

2.4-rasm. 

p-n

 o ‘tishning teskari  ulanishi.

Bunda  tashqi  elektr maydon 

p - n

  o ‘tishning  ichki  elektr  maydoni 

bilan  bir  tom onga  yo‘nalgan  b o ia d i,  shu  sababdan  potensial  to‘siq 

qiymati 

qiUK+Uo)

  va  kengligi  ortadi 

(I

twg

^ I

tesk

)-  I

  ni  topish  uchun 

quyidagi  ifodadan foydalanish qulay:

bu  yerda, 

l0 -  p - n

  о ‘tishning  tashqi  maydon  bo‘lmagandagi  kengligi 

(2.1ga qarang).

Potensial  to‘siqning  ortishi  diffuziya  tokining  eksponensial  kama­

yishiga olib keladi

4 *   =  

h e ' ’"-1" -

 

(2-7)

T o‘yinish  toki 

I0

  potensial  to‘siq  balandligiga  bogMiq  boMmagani 

uchun 

p-n

 o ‘tish orqali  oqayotgan natijaviy tok

/ ги«  = 

- / „ =  / „ И 1'" ' - 1 ) . 

(2-8)

p-n

 

o ‘tish  teskari  ulanganda  kontaktlashuvchi  yarim o‘tkaz-

gichlardan  noasosiy  zaryad  tashuvchilar  tortib  olinadi.  Teskari  tok 

ekstraksiya toki

 deb  ataladi.

37

2.3.  p-n

 о*tish n in g  volt -  a m p e r x a ra k te ristik a si

p-n

  o ‘tish  orqali  oqayotgan  tokning  unga  berilayotgan  kuch- 

lanishga  bog‘liqligi 

I=f(U0)  volt -   amper xarakteristika  (VAX)

  deyi­

ladi.  U m um iy  holda 

p-n

  o ‘tish  VAXi  (2.5)  va  (2.8)lar  asosida  ekspo­

nensial  bog‘liqlik yordam ida ifodalanadi (2.5a-rasm).

I

  =/„

(2.9)

p-n

  o ‘tishga  to ‘g ‘ri  siljitish  berilganda 

U0

 ishorasi m usbat,  teskari 

kuchlanish  berilganda  esa -   manfiy  olinadi.  T o‘g ‘ri  kuchlanish 

UTG'^. 

0,1  bo‘lganida  ifodadagi  eksponensial  tashkil  etuvchiga  nisbatan  bim i 

hisobga  olm asa  ham  bo‘ladi,  bunda  to ‘g ‘ri  tok  kuchlanish  ortishi  bilan 

eksponensial  ortadi.  Teskari  siljitish  berilganda  teskari  tok  kuchla- 

nishning  -  0,2  V  qiymati da 

I0

  qiym atga  yetadi  va  undan  key in  kuch­

lanish  ortishi  bilan  deyarli  o ‘zgarmaydi.  Bu  tok 

p-n

  o ‘tishning 

to ‘yinish 

toki

 deb yuritiladi.

a) 

b)

2.5-rasm.  Ideallashtirilgan (uzluksiz chiziq) ham da  real 

(punktir chiziq) 

p-n

 o ‘tishning VAXi (a) va uning tem peratura 

bilan o ‘zgarishi  (b).

38

Teskari  tok  to ‘g ‘ri  tokka  nisbatan  bir  necha  tartibga  kichik,  ya’ni 

p-n

  o ‘tish  tokni  to‘g ‘ri  yo‘nalishda  yaxshi,  teskari  y o ‘nalishda  esa 

yomon  o ‘tkazadi.  Bundan 

p-n

  o ‘tishning  to‘g ‘rilash,  tokni  bir  tomonga 

o ‘tkazish  xususiyati  kelib  chiqadi  va  undan  o ‘zgaruvchan  tokni 

o ‘zgarm as tokka o ‘giruvchi to ‘g ‘rilagich  sifatida  foydalanish  imkoniyati 

tu g 6 i ladi.

Ideal 

p-n

  o ‘tishning VAXi  (2.9) tenglam a bilan aniqlanadi.  Bunday 

p-n

  o 6tishning 

p-

  va  и-sohalari  hajmiy  qarshiligi  nolga  teng, 

p-n 

o ‘tishdan  tok  o 6tganda  generatsiya  -   rekombinatsiya  jarayoni  bilan 

bogMiq  muvozanat  buzilmaydi  va  to6g 6ri  siljitilganda 

I0

  to ‘yinish  toki 

qiymati  o ‘zgarmaydi  deb  hisoblanadi.  Real 

p-n

  o ‘tishlarda 

p-

  va 

n- 

sohalar  m a’lum  qarshilik 

rb

  ga  ega  v a  u  o'nlarcha  Omni  tashkil  etadi. 

Shuning  uchun  (2.9)  formulaga 

p-n

  o 6tishga q o ‘yilgan  kuchlanish  bilan 

unga tashqaridan  berilgan 

U0

 kuchlanish  farqini  hisobga oluvchi  tuzatish 

kiritiladi.  Ushbu  tuzatishni  e ’tiborga  olgan  holda  (2.9)ni  quyidagicha 

yozish  mumkin:

Injeksiya jarayonida 

I0

  tok  qiymatini  belgilovchi  noasosiy  zaryad 

tashuvchilar  konsentratsiyasi  ortadi.  Bu  o 6z  navbatida 

p-n

  o ‘tishdan 

o6tayotgan  natijalovchi  tokni  kamaytiradi.  Ushbu  ikki  omil  hisobiga 

p-n 

o 6tishdan  oqayotgan  to6g 6ri  tokning  kuchlanishga  bogMiqligi  ideallash­

tirilgan  xarakteristikadagiga  qaraganda  kamayadi  (2.5a-rasm da  punktir 

chiziq).

p-n

  o 6tishga teskari  siljitish  berilganda uning VAXi  teskari shaxob- 

chasida  ham  farq  kuzatiladi.  Teskari  kuchlanish  qiymati  ortgan  sari 

p-n 

o 6tish  kengligi  ham  ortadi.  N atijada  issiqlik  generatsiyasi  hisobiga 

p-n 

o ‘tishda  generatsiyalanayotgan  elektron  -   kovak  juftliklari  soni  ortadi. 

Demak, teskari  tok qiymati ham  ortadi  (2.5a-rasm da punktir chiziq).

Eksponensial  tashkil  etuvchi  exp^(/0//tr]  tem peratura  ortishi  bilan 

kam ayishiga  qaramasdan,  VAXning  to 6g 6ri  shaxobchasi  tikligi  tem pe­

ratura  bilan  ortadi  (2.5b-rasm).  B u 

I0

  ning  tem peraturaga  kuchliroq 

bogMiqligi  bilan  belgilanadi.  N atijada  berilgan  to 6g 6ri  kuchlanishlarda 

tem peratura  ortishi  bilan  tok  ortadi.  Am alda  temperaturaning  VAXga 

ta ’siri 

kuchlanishning  temperatura  koeffitsiyenti (KTK)

  deb  ataluvchi 

param etr  bilan  baholanadi.  KTKni  aniqlash  uchun  tokning  o'zgarm as 

qiym atida  tem peratura  oshiriladi  va 

p-n

  o ‘tishdagi  kuchlanish  qiymati 

oMchanadi.  Odatda  KTK  manfiy  ishoraga  ega,  y a ’ni  tem peratura  ortishi

(2 . 10)

39

bilan 

p-n

  o ‘tishdagi kuchlanish  kamayadi.  Kremniyli 

p-n

  o ‘tishlar uchun 

KTK -2 m V /grad ni tashkil  etadi.

2.4. 

p-n

  o ‘tish n in g  teshilish tu r la r i

Teskari  ulangan 

p-n

  o ‘tish  tokining  keskin  ortishiga  mos  keluvchi 

kuchlanish 

teshilish  kuchlanishi  UTE

sh

  deb  ataladi.  Teshilishni  ikki  xil 

m exanizmi  mavjud:  elektr  va  issiqlik.  Ikkala  holda  ham   tokning  keskin 

o ‘sishi 

p-n

  o 'tish   sohasida  EZTlarning  qo‘shim cha  generatsiyasi  bilan 

bogMiq.  Elektr teshilishda zaryad tashuvchilar soni  kuchli  elektr maydon 

ta’sirida,  issiqlik  teshilishda  esa  -   atom larda  boMadigan  termik 

generatsiya hisobiga ortadi.

Elektr  teshilish

  m exanizmi  ikki  xil  tabiatga  ega:  ko‘chkili  va 

tunnel.

Ko'chkili  teshilish.

  Elektron  yoki  kovak  yarim o‘tkazgich  atomi 

bilan  to ‘qnashib  uni  ionlashtiradi.  B uning 

uchun  u  elektr  maydon 

ta ’sirida  erkin  yugurish  uzunligida  yarim o6tkazgichning  taqiqlangan 

zonasi energiyasidan katta energiya olib ulgurgan boMishi  lozim.

Zaryad  tashuvchi  elektr  m aydon  ta ’sirida  yetarli  kinetik  energiya 

to ‘plagandan  so‘ng,  atom  bilan  to ‘qnashadi  va  undan  valent  elektronni 

urib  chiqarib  oMkazuvchanlik  zonasiga  oMkazadi.  Zarba  natijasida 

generatsiyalangan  elektron  -   kovak ju ftlik  ham   m aydon  ta ’sirida  to ‘q- 

nashganda  ionlashtirish jarayonida  ishtirok  etadi.  Jarayon  ko‘chkisimon 

ortadi  va teskari  tokning keskin ortishiga olib  keladi. 

p-n

 oMishdan keta- 

yotgan 

n2

  zaryad  tashuvchilam i  o ‘tishga  kirayotgan  «у  zaryad  tashuv­

chilar  soniga  nisbati 

k o ‘chkili  k o ‘payish  koeffitsiyenti  M = n2

 /w,  deb 

ataladi. Uni  baholash uchun quyidagi approksim atsiyadan foydalaniladi

Bu  yerda, 

m -

 yarimoMkazgich  m aterialiga  va baza soha turiga  bogMiq 

param etr, 

n -

 kremniy  va  p  -  germaniy  uchun 

m

  =5, 

p

  -   kremniy 

va  я  -  germ aniy uchun 

m

 =3.

p-n

  oMishdagi  elektr  m aydon  kuchlanganligining  o ‘rtacha  qiymati 

£  = С/Ш„ //. Bu yerda o ‘tish kengligi /  (2.2) va (2.6) form ulalar yordamida 

topiladi.  K o'chkili  teshilish  kuchlanishi 

U

t e s h

 

qiymati  yarimoMkazgich

M =

1