Пму ұс н 18. 2/05 Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі

1. 
   Лоренц күшін векторлық және скалярлық түрде жазыңыз.
   
2. 
   3 электродты электрондық шам қалай жұмыс істейтіндігін түсіндіріп беріңіз.
   
3. 
   Неліктен шамды соленоидтың ішіне орналастырады?
   
4. 
   Аумалы соленоидтың физикалық мағынасы.
   
5. 
   Жұмыс қалай орындалатынын айтып беріңіз.
   
6. 
   Жұмыс формуласын қорытып шығарыңыз.
   
7. 
   Аумалы ток өтімділігінің физикалық мағынасы.
   

№ 3 Зертханалық жұмыс

1. p-n ауысудың қасиеттерін зерттеу;

2. Токтың кері және тура өту бағытына сәйкес ВАС алу;

3. p-n ауысудың ВФС алу;

4. Зерттелетін p-n ауысудың сипаттамаларын салу.
Құрал-жабдықтар: өлшеуіштік қондырғы, зерттеу объектісі.
Теориялық кіріспе

Біреуі электрондық, екіншісі кемтіктік өткізгіштікке ие екі жартылау өткізгіштердің жанасу шекарасы электрондық-кемтіктік ауысу деп аталады (немесе p-n ауысу). Осы ауысулар жартылай өткізгішті аспаптардың жұмысының негізі бола отырып, практикалық қолданысықа ие. p-n-ауысу екі жартылайөткізгіштердің механикалықы қосылысымен жүзеге асыруға болмайды. Әдетте өткізгіштіктері әртүрлі болатын аймақтарды кристаллдарды өсіру кезінде, не кристаллдарды арнайы өңдеу кезінде алынуы мүмкін. Мысалы, n-типті германий кристалына индий «түйірі» салынады. (1а. суреті). Осы жүйе вауумның ішінде, не инертті газдың атмосферасында жуықтап алғанда 500 °С температурада қыздырылады; индий атомдары германийдің ішіне белгілі бір деңгейге дейін енеді. Содан кейін балқыманы жайлап суытады. Индийден тұратын германий кемтіктік өткізгіштікке ие болғандықтан, онда кристалданған балқыма мен n-типті германийдің шекарасында p-n-ауысу пайда болады (1б. суреті).

n-жартылай өткізгіште электрондардың кетуіне байланысты шекараның маңатында қозғалмайтын ионизацияланған атомадардың теңгерілмеген оң көлемдік заряды қалып қояды. р-жартылай өткізгіште кемтіктердің кетуіне байланысты шекараның маңатында қозғалмайтын ионизацияланған атомадардың теңгерілмеген теріс көлемдік заряды пайда болады (2,а-суреті).

Осы көлемдік зарядтар шекарада өріс бағыты n-аймақтан р-аймаққа бағытталған қос электрлік қабатты түзеді, осы қабат кейін nр бағытта электрондардың көшіне, ал pn бағытта кемтіктердің көшуіне кедергі болады.

n- және p-типті жартылай өткізгіштердегі донорлар мен акцепторлардың концентарциясы бірдей болады, сондықтан қозғалмайтын зарядтар жинақталатын қабаттардың d₁ және d₂ қалыңдықтары (2,в-суреті) өзара тең болады (d₁=d₂).

Рис.3

Жапқыш қабаттың кедергісін сыртық электр өрісінің көмегімен өзгертуге болады.

Егер p-n-ауысуға түсірілген сыртқы электр өрісі n-жартылай өткізгіштен p-жартылай өткізгішке қарай бағытталған болса (3,а-суреті), яғни түйісу қабытының өрісімен сәйкес келетін болса, онда ол n-жартылай өткізгіштегі электрондардың, p-жартылай өткізгіштегі кемтіктердің қозғалысы p-n-ауысудың шекарасынан кері жаққа қарай бағытталады. Нәтижесінде жапқыш қабат кеңейіп оның кедергісі өседі. Жапқыш қабатты кеңейтетін сыртқы өрістің бағыты жапқыш (кері) деп аталынады. Осы бағытта p-n-ауысу арқылы электр тогы мүлдем өтпейді. Жапқыш қабаттағы ток жапқы бағтта тек токтың негізгі емес (p-жартылай өткізгіштерде электрондардың, n-жартылай өткізгіштерде кемтіктердің) тасушылары арқылы ғана пайда болады.

Егер p-n-ауысуға түсірілген сыртқы электр өрісі түйісу қабаты өрісіне қарам-қарсы бағытталған болса, онда ол n-жартылай өткізгіштегі электрондардың, p-жартылай өткізгіштегі кемтіктердің p-n-ауысу шекарасына қарай қозғалысы бір-біріне қарама-қарсы бағытта болады. Осы аймақта олар рекомбинацияланады, түйісу қабатының ені мен кедергісі азаяды. Демек, осы бағытта p-n-ауысу арқылы электр тогы p-жартылай өткізгіштен n-жартылай өткізгішке қарай ағады; ол өткізгіштік (тура) деп аталынады.

Сонымен, p-n-ауысу бір жақты (вентильді) өткізгіштікке (металдың жартылай өткізгішпен түйісуіндегі секілді) ие.

4-суретте p-n-ауысудың ВАС көрсетілген. Көрсетілгендей, тура кернеуде сыртқы электр өрісі негізгі ток тасымалдаушылардың p-n-ауысу шеакрасына қарай қозағалсына себепкер болады (3,б-суретті қара). Нәтижесінде түйісу қабатының ені кішірейеді. Осыған сәйкес ауысудың кедергісі де төмендейді (кернеу көп болған сайын, күшті болады), ал ток күші өсе бастайды (4-суреттегі оң жақ тармағы). Токтың осы бағы тура деп аталады.

.