Ўзбекистон республикаси олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги абу райхон беруний номли тошкент

3. Асосий қисм
Лаборатория иши 1 Тўғриловчи диодларни волт – ампер характеристикасини ўрганиш


Ишдан мақсад:
1.р-п ўтишни тўғри ва тескари улаш вақтида диоддаги ток ва кучланишни текшириш.
2. Яримўтказгични диод вольтампер характеристикалари (ВАХ)ни олиш ва уларни ўрганиш.
Диодлар тўғрисида қисқача маълумотлар
Ярим ўтказгичлар деб, ўтказувчанлиги кенг чегарада ўзгарадиган ва шунингдек, ҳарорат ошиши билан ўтказувчанлиги тез ошадиган моддаларга айтилади. Уларнинг ўтказувчанлиги металлар-никидан кичик, диэлектрикларникидан эса катта бўлади. Ярим ўтказгичларга германий, кремний, и ндий, селен каби моддалар киради. Кремний ва германий моддалари кенг тарқалган типик ярим ўтказгичлар ҳисобланади. Ярим ўтказгичлар-нинг ўтказувчанлиги ташқи таъсирларга боғлиқ. Масалан, ҳарорат, нурланишлар таъсирида улар-нинг ўтказувчанлиги ўзгаради. Шунингдек, ярим ўтказгичларнинг ўтказувчанлиги улар таркибига киритилган аралашмаларга ҳам кучли боғлиқ бўлади. Ярим ўтказгичларнинг ўтказувчанлигини ва бошқа хусусиятларини тушунтиришда ковак деб аталадиган мусбат зарядли зарра шартли тушунча киритилади. Ярим ўтказгич кристаллида юз берадиган физикавий ҳодисаларни ўрганиш учун уларнинг кристалл тузилиши ва ундаги атомларининг ўзаро боғланиш табиатини билиш керак. Кремний тўрт валентли элемент бўлганлиги учун унинг атомининг ташқи электрон қобиғи-да ядрога заиф боғланган тўртта валент боғланган электрон бўлади. Ҳар бир кремний атомининг энг яқин қўшни атомлари ҳам тўртта бўлади (1-расм). Қўшни атомларнинг ҳар бир жуфти бир-бирига ковалент боғланган. Бу боғланишнинг ҳосил бўлишида ҳар бир атомда биттадан валент электрон қатнашади. Бу электронлар ташқи таъсирлар натижасида атомдан ажралиб чиқиб, эркин электронга айланади. Бундай электронлар қўшни атомга бориши, ундан бошқасига ўтиши ва сўнгра бутун кристалл бўйлаб ҳаракатланиб юради. Боғланиш узилганда электрони етишмайдиган «бўш жой» ҳосил бўлади. Бу ковак деб аталади. Кремнийнинг жуфт электронли боғланишлари анча мустаҳкам бўлиб, паст ҳароратда узилмайди. Шунинг учун паст ҳароратларда кремний электр токини ўтказмайди. Барча ярим ўтказгичлар абсолют ноль Т=0 К ҳароратда диэлектрик ҳисобланади. Идеал (соф)ярим ўтказгичнинг ўтказувчанлиги хусусий ўтказувчанлик дейилади.
Ярим ўтказгичларнинг муҳим хусусияти шундан иборатки, уларда аралашмалар бўлса, хусусий ўтказувчанлик билан бирга аралашмали ўтказувчанлик деб аталадиган қўшимча ўтказувчанлик ҳам пайдо бўлади. Аралашманинг тури ва концентрациясини ўзгартириб, мусбат ва манфий ишорали заряд ташувчи зарралар сонини ўзгартириш мумкин. Масалан, тўрт валентли кремнийга аралашма сифатида беш валентли фосфор қўшилса, эркин электронлар сони кўп марта ортади. Ярим ўтказгичда электронларини осон берадиган ва эркин электронлар сонини орттирадиган аралашмалар донор аралашмалар дейилади. Донорли аралашма ҳисобига ҳосил бўладиган ўтказувчанлик донорли ёки электронли ўтказувчанлик дейилади. Бундай ярим ўтказгичлар н-типли ярим ўтказгичлар дейилади (негатив – манфий сўзидан олинган). н-типли ярим ўтказгичда электронлар асосий заряд ташувчилар ҳисобланади.
Кремнийга элементлар даврий системасининг учинчи гуруҳида жойлашган индий элементи аралашма сифатида қўшилса, тўла ковалент боғланиш ҳосил бўлиши учун унга битта электрон етишмайди. Натижада ковак ҳосил бўлади. Бу ҳолда кристаллда коваклар сони аралашма атомлар сонига тенг бўлиб қолади. Бундай аралашмалар акцептор (қабул қилувчи) аралашмалар деб аталади. Ташқи электр майдон бўлганда коваклар майдон бўйлаб кўчади ва ковакли ўтказувчанликни ҳосил қилади. Ковакли ўтказувчанликка эга бўлпан ярим ўтказгичлар п-типли ярим ўказгичлар дейилади.

а) Тўғри улаш б) б) Тескари улаш