Яримўтказгичларда токлар

• Яримўтказгичларда контакт
• ҳодисалари

Яримўтказгичларда токлар

• Кристалга берилган кучланиш таъсирида унда электр майдон ҳосил бўлади. Заряд ташувчиларнинг ҳаракати тартибли бўлади, электронлар мусбат электрод томон ҳаракатланади, коваклар манфийга.
• Электр майдони таъсирида заряд ташувчиларнинг йўналишли ҳаракати дрейф дейилади, бу билан ҳосил бўлган ток дрейф токи дейилади.
• Заряд ташувчилар хаотик ҳаракатланиб ўзаро таъсирлар кам томонга қараб (улар концентрацияси кам) силжийдилар.
• Заряд ташувчиларнинг юқори концентрацияли қатламдан паст концентрацияли қатламга қараб йўналиши диффузия дейилади ва унинг натижасида ҳосил бўлган ток диффузия токи дейилади.

Яримўтказгичларда токлар

• Агар ярим яримўтказгичга электр майдонини жойлаштирсак, унда тартибли ҳаракатда нафақат эркин электронлар, балки ўзини мусбат зарядланган заррачалар каби тутадиган коваклар ҳам қатнашади.
• Шунинг учун яримўтказгичда ток I электрон In ва ковак Ip токлари йиғиндисига тенг бўлади: 
• I = In + Ip.

P-n ўтиш

• Ярим ўтказгичли асбобларнинг кўпчилиги бир жинсли бўлмаган ярим ўтказгичлардан тайёрланади. Хусусий холатда бир жинсли бўлмаган ярим ўтказгич бир соҳаси р–турдаги, иккинчиси эса – n турдаги монокристалдан ташкил топади.
• Бундай бир жинсли бўлмаган ярим ўтказгичнинг р ва n – соҳаларнинг ажралиш чегарасида ҳажмий заряд қатлами ҳосил бўлади ва бу соҳалар чегарасидаги ички электр майдони юзага келади ва бу қатлам электрон – ковак ўтиш ёки р-n ўтиш деб аталади. Кўп сонли ярим ўтказгичли асбоблар ва интеграл микросхемалар ишлаш принципининг р-n ўтиш хоссаларига асосланган.
• Бошқа сўз билан айтганда ярим ўтказгичнинг икки соҳа орасидаги юпқа қатлами, уларининг бири p-турдаги, иккинчиси n-турдаги бўлса бу p-n ўтиш дейилади.

p-n ўтишнинг тўғри уланиши

• Агар p-n ўтишга ташқи кучланиш U0 берилса мувозанат бузилади ва ундан ток оқиб ўта бошлайди. Кучланиш манбаининг мусбат қутби p – соҳага, манфий қутби эса n – соҳага уланса, p-n ўтиш тўғри уланган ёки тўғри силжитилган деб аталади. Бунда кучланиш манбаи ҳосил қилаётган электр майдон йўналиши p-n ўтиш ички электр майдони йўналишига тескари бўлгани учун натижавий майдон кучланганлиги камаяди. Бу ўз навбатида p-n ўтишдаги потенциал тўсиқ баландлигини qU0 га камайишига олиб келади. Натижада p-n ўтиш кенглиги ҳам кичиклашади.
• Потенциал тўсиқнинг камайиши натижасида асосий заряд ташувчиларнинг p-n ўтиш орқали ўтиши ортади, диффузия токи қиймати катталашади. p – ва n – соҳаларда номувозанат ноасосий заряд ташувчилар ҳосил бўлади. Яримўтказгич ҳажмига ноасосий заряд ташувчиларни “пуркаш” (киритиш) ҳодисаси инжекция деб аталади.

p-n ўтишнинг тўғри уланиши

p-n ўтишнинг тескари уланиши

• р – n ўтиш тескари уланганда ташқи U0 кучланиш манбаининг мусбат қутби n – соҳага, манфий қутби эса р – соҳасига уланади. Бунда ташқи электр майдон р – n ўтишнинг ички электр майдони билан бир томонга йўналган бўлади, шу сабабдан потенциал тўсиқ қиймати q(UK+U0) ва кенглиги ортади (lТЎҒ).
• Потенциал тўсиқнинг ортиши диффузия токининг экспоненциал камайишига олиб келади.
• p-n ўтиш тескари уланганда контактлашувчи яримўтказгичлардан ноасосий заряд ташувчилар “тортиб олинади”. Тескари ток экстракция токи деб аталади.

p-n ўтишнинг тескари уланиши

p-n ўтишнинг тескари уланиши

p-n ўтишнинг диффузия сиғими

• Тўғри уланган р-n ўтишда қўшни соҳаларга асосий бўлмаган заряд ташувчилар инжекцияланади. Натижада р-n ўтишнинг юпқа чегараларида қиймати жиҳатидан тенг лекин қарама-қарши ишорага эга бўлган қўшимча асосий бўлмаган заряд ташувчилар QДИФ юзага келадилар. Кучланиш ўзгарса инжекцияланаётган заряд ташувчилар сони, демак заряд ҳам ўзгаради. Берилаётган кучланиш таъсиридаги бундай ўзгариш, конденсатор қопламаларидаги заряд ўзгаришига айнан ўхшайди. Базага асосий бўлмаган заряд ташувчилар диффузия ҳисобига тушганликлар сабабли, бу сиғим диффузия сиғими деб аталади.
• р-n ўтишдан оқиб ўтаётган ток ва базадаги заряд ташувчиларнинг яшаш вақти қанча катта бўлса, диффузия сиғими ҳам шунча катта бўлади.

P-n ўтишнинг тешилиш турлари

• Расмда тешилиш 1-2 соҳада кўрсатилган.

р-n ўтиш тешилиш турлари

• Кўчкисимон тешилиш нисбатан кенг р-n ўтишларда содир бўлади. Бундай ўтишда тескари кучланишда электрон ва коваклар зарба ионизацияси учун етарли бўлган энергия оладилар ва натижада қўшимча электрон-ковак жуфтлар ҳосил бўлади. Бу жуфтликларнинг ҳар бир ташкил этувчиси, ўз навбатида, электр майдонида тезлашиб, яна янги жуфтликни юзага келтиради ва х.з. Заряд ташувчиларнинг бундай кўчкисимон кўпайиши натижасида ўтишдаги ток кескин ортади.
• Тор р-n ўтишга эга бўлган ярим ўтказгичларда туннель эффектига асосланган туннель тешилиш содир бўлади. Uтес Uчег етганда заряд ташувчиларнинг бир соҳадан иккинчисига энергия сарф қилмасдан ўтишига имкон яратилади (туннель эффекти). Uчегнинг янада ортиши билан шунча кўп заряд ташувчилар туннель ўтиши содир этадилар ва тескари ток кескин ортиб боради.
• Р-n ўтишда иссиқлик тешилиши тескари ток ўтиш натижасида ўтишнинг қизиши ҳисобига содир бўлади. Тескари ток, иссиқлик токи бўлиб, у ортган сари қизиш ҳам ортади. Бу ҳолат токнинг кўчкисимон ортишига олиб келади, натижада р-n ўтишда иссиқлик тешилиши юз беради ва у ишдан чиқади.