Лекция 1,2 Қатты денелердің зоналар теориясы



жүктеу 0,61 Mb.
бет12/15
Дата29.01.2023
өлшемі0,61 Mb.
#41057
түріЛекция
1   ...   7   8   9   10   11   12   13   14   15
дәріс

Лекция 23,24
Р-n- ауысулар

Р-n- ауысу деп екі жартылай өткізгіш, біреуі электронды өткізгіштікке ие, ал екіншісі кемтікті өткізгіштікке ие болған жартылай өткізгіштіктердің жапсарласуынан (түйісінен) пайда болған құрылмаға айтылады. Бұндай құрылманы көбінесе р-n- ауысулар деп атайды. Бұл ауысулар үлкен практикалық мағынаға ие болып, ол көптеген жартылай өткізгішті приборлардың негізін құрайды. Р-n- ауысуларды механикалық түйістіру жолымен алу мүмкін емес. Көбінесе әртүрлі өткізгіштікке ие құрылмаларды жартылай өткізгіш кристаллдарын белгілі бір технологиялық әдістермен өсірген кезде алу мүмкін. Бұндай технологияда алдымен n- типті жартылай өткізгіш өсіріледі, ал оның үстіне р- типті жартылай өсіріледі. Бұндай Р-n- ауысуларды кристалдарды өсіру кезінде алынған ауысулар деп атайды. Мысалы басқа бір әдісі n- типті германий кристаллының бетіне р-тип беретін индий металының таблеткасын қойып (1а-сурет), оларды вакуумда немесе инерт газ ортада 5000С дейін қыздырады, бұл кезде индий атомдары n- типті германийге диффузия жолымен енеді де белгілі бір тереңдікте р-типті германий пайда болады (1 б-сурет).


In In

n- тип Ge
р-тип

Ge

а) б)
1-сурет

Осылайша n- типті германийде р-n- ауысу келіп шығады. Енді осы р-n- ауысуда болатын физикалық процесстерді қарастырайық (2 а- сурет).


Мысалы донорлы жартылай өткізгіш, электронның шығу жұмысы Аn , Ферми деңгейі болсын, оны акценторлы жартылай өткізгіш шығу жұмысы , Ферми деңгейі жартылай өткізгішпен түйістірейік (2 б-сурет). Бұл кезде n- типті жартылай өткізгіштен электрондар р- типті жартылай өткізгішке диффузиялық жолмен өтеді, ал р- типті жартылай өткізгіштен керісінше кемтіктер n- типті жартылай өткізгішке диффузиялық жолмен өтеді. Нәтижеде n- типті жартылай өткізгіштен электрондардың р- типті жартылай өткізгішке өтіп кетуіне байланысты жапсарда (түйісте) донорлық атомдардың компенсацияланбаған оң таңбалы көлемді иондары пайда болады. Ал р- типті жартылй өткізгіштен кемтіктердің n- типті жартылай өткізгішке өтіп кетуіне байланысты жапсарда (түйісте) акценторлық атомдардың теріс таңбалы көлемді иондары пайда болады (2а-сурет).

а) Ауысу ауданы



n-тип +++

o o o o
----------------------------


An
б) Ap



2- сурет



Бұл көлемді иондар жапсарда екі қабатты электр қабаттарын келтіріп шығарады. Бұл қабаттардың өрісі, n- облыстан р-облысқа қарай бағытталған болады да электрондардың n р-ға, ал кемтіктердің р n-ге қарай одан әрі өтуіне кедергі жасайды. Егер донорлардың концентрациясы, акценторлардың концентрациясына тең болса, онда қозғалмас иондардың зарядтары туғызған қабаттар d1 және d2 тең болады, яғни d1 = d2 (2 в-сурет). Р-n- ауысудың белгілі бір еніне жеткенде бұл ауысулардағы Ферми деңгейі теңеседі (2 в-сурет). Р-n- ауысуда бұл кезде энергетикалық зоналардың иілуі пайда болады да, нәтижеде электрондар үшін де, кемтіктер үшін де потенциал барьер келіп шығады. Потенциал барьер -дің биіктігі р және n- типті жартылй өткізгіштердегі Ферми деңгейінің бастапқы айырмашылығына байланысты болады. Р-n- ауысудағы d –қабаттың қалыңдығы (ені) қалыпты жағдайда 10-6-10-7см, ал түйіс потенциалының айрымы вольттің оннан бір бөлігіне шамалас болады. Бұндай потенциалдар айрымы Р-n- ауысуды электрондар үшін де кемтіктер үшін де жабық ұстайды, яғни олар бұндай жапсардан өте алмайды. Бұндай жабық жапсарды өзгерту мүмкін егер электр өрісін қоятын болсақ.
Мысалы Р-n- ауысуға қойылған сыртқы өріс n- типтен р-типке бағытталған болса
(3 а-сурет) түйіс потенциалымен бағыттас болады, ол электрондардың n- типте, кемтіктердің р-типте қарама-қарсы қозғалысына алып келеді де, нәтижеде жабық қабаттың енін ұлғайтады (3-а- сурет), ал кедергісін арттырады. Жабық қабаттың енін арттыратын сыртқы өрісті теріс өріс деп атайды. Бұл кезде Р-n- ауысудан өте аз ток өтеді. Бұл токты кері ток деп атайды. Егер Р-n- ауысуға қойылатын сыртқы өріс түйістегі потенциалдар арымына қарама-қарсы болса (3 б-сурет) онда n- типті жартылай өкізгіште электрондар, ал р-типті жартылай өткізгіште кемтіктер қарама-қарсы қозғалысқа келіп р-n- ауысудан өте бастайды.


а) І б) І

+ - - +


E Е
3 –сурет
Р-n- ауысуда электрондар мен кемтіктер рекомбинацияға ұшырайды да түйіс қабатының ені кемиді және кедергісі де кемиді. Нәтижеде Р-n- ауысудан ток өтеді бұл кезде ток бағыты р-облыстан n- облысқа бағытталған болады, бұл токты тура ток деп атайды. Осылайша р-n- ауысу металл-жартылай өткізгіш түйісі сияқты токты бір бағытта жақсы өткізеді де қарама қарсы бағытта өте нашар өткізеді. Р-n- ауысудың бұл қасиеттерін техникада кеңінен қолданады. Жартылай өткізгішті р-n- ауысуларды жартылай өткізгішті диод деп атайды.
IТ
тура
ток

Uk UТ


кері ток
Ik



жүктеу 0,61 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   7   8   9   10   11   12   13   14   15




©g.engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет
рсетілетін қызмет
халықаралық қаржы
Астана халықаралық
қызмет регламенті
бекіту туралы
туралы ережені
орталығы туралы
субсидиялау мемлекеттік
кеңес туралы
ніндегі кеңес
орталығын басқару
қаржы орталығын
қаржы орталығы
құрамын бекіту
неркәсіптік кешен
міндетті құпия
болуына ерікті
тексерілу мемлекеттік
медициналық тексерілу
құпия медициналық
ерікті анонимді
Бастауыш тәлім
қатысуға жолдамалар
қызметшілері арасындағы
академиялық демалыс
алушыларға академиялық
білім алушыларға
ұйымдарында білім
туралы хабарландыру
конкурс туралы
мемлекеттік қызметшілері
мемлекеттік әкімшілік
органдардың мемлекеттік
мемлекеттік органдардың
барлық мемлекеттік
арналған барлық
орналасуға арналған
лауазымына орналасуға
әкімшілік лауазымына
инфекцияның болуына
жәрдемдесудің белсенді
шараларына қатысуға
саласындағы дайындаушы
ленген қосылған
шегінде бюджетке
салығы шегінде
есептелген қосылған
ұйымдарға есептелген
дайындаушы ұйымдарға
кешен саласындағы
сомасын субсидиялау