22-VARIANT:
Yarimo'tkazgichlarda kontakt hodisasi.
Yarimo'tkazgichlardagi kontakt hodisalari - elektr toki yarim o'tkazgichning metall yoki elektrolit bilan aloqasi orqali yoki ikki xil yarim o'tkazgichning (heterobog'lanish) aloqasi orqali yoki bir xil yarim o'tkazgichning ikkita hududi chegarasidan o'tganda sodir bo'ladigan muvozanatsiz elektron hodisalar. har xil turdagi zaryad tashuvchilar va ularning turli konsentratsiyasi bilan. Ikki xil materialni kontaktga keltirish oqim bilan birga keladi tashuvchilar (elektronlarning aniqligi uchun) biridan ikkinchisiga va kontakt potentsial farqi VK shakllanishi. Aloqa potentsiallari farqining maydon kuchi yarim o'tkazgichning chuqurligiga silliq ravishda kamayadi, bu energiya tasmasi (valentlik va o'tkazuvchanlik zonasi) qirralarining kontaktga yaqin egilishiga olib keladi. Burilish yo'nalishi va uning kattaligi ish funktsiyalaridagi farq bilan belgilanadigan VK belgisi va kattaligiga, shuningdek interfeysda lokalizatsiya qilingan zaryadlarning belgisi va kontsentratsiyasiga bog'liq (adsorbsiyalangan ionlar, zaryadlangan sirt nuqsonlari va boshqalar). pastga qarang).
Kontaktlarni to'g'rilashda. Metallning elektron yarimo'tkazgich bilan aloqa qilganda, zonalarning yuqoriga egilishi (1-rasm) yarimo'tkazgichning yaqin aloqa qatlamida elektronlar etishmasligi va natijada o'tkazuvchanlikning pasayishi (tushish qatlami, to'siq qatlami, Shottki qatlami). Etarli darajada kuchli tükenme bilan, bu qatlamning elektr qarshiligi yarimo'tkazgichning neytral hajmining qarshiligida ustunlik qiladi, shuning uchun ikkinchisini e'tiborsiz qoldirish mumkin. Qatlamning qarshiligining qiymati unga qo'llaniladigan kuchlanishga juda bog'liq. Bu qatlamning oqim kuchlanish xarakteristikasining (CVC) katta chiziqli bo'lmasligiga va xususan, qo'llaniladigan kuchlanish belgisiga nisbatan uning kuchli assimetriyasiga olib keladi: CVC ning teskari tarmog'idagi qarshilik ko'p tartibli. to'g'ridan-to'g'ri filialdagi qarshilikdan yuqori kattalik (tuzatish effekti). CVC ning to'g'ridan-to'g'ri filiali bunday tashqi ko'rinishga mos keladi. kuchlanish, uning maydoni kontakt potentsial farqi maydonini kamaytiradi va qatlamni toraytiradi. Shaklda. 1 bu pozitsiyaga mos keladi. metall ustidagi potentsial. CVC ning teskari filiali ext maydonlarining qo'shilishiga mos keladi. manba va VK (metalldagi salbiy potentsial). Bunday holda, tükenmiş qatlam ortib borayotgan ext bilan kengayadi. Kuchlanishi. I-V xarakteristikasining chiziqli bo'lmaganligi va metall-yarim o'tkazgich kontaktida tokni to'g'rilash ta'siri Schottky diodlarida qo'llaniladi. Qattiq jism o'tkazuvchanlik turi bilan farqlanuvchi yoki o‘tkazuvchanlik turi bil xil boiib, solishtirma qarshiligi bilan farqlanuvchi sohalari orasidagi kontakt natijasida hosil bo‘ladigan o‘tkinchi qatlam
elektr o ‘tish deb ataladi. Yarimo'tkazgich asboblarda elektron – kovak o ‘tish yokip - n o‘tish debataluvchi elektro‘tishdankengfoydalaniladi. Taqiqlangan zonalari kengligi teng, ya’ni kimyoviy jihatdan bir xil yarimo‘tkazgich materiallar (masalan, Si yoki GaAs) asosidagi elektr o‘tishlar gomoo‘tish, taqiqlangan zonalari qiymati bir-biridan farqlanuvchi yarimo‘tkazgichlar asosidagi o‘tishlar esa geteroo ‘tish deb ataladi. Metallarda taqiqlangan zona bo‘lmagani sababli geteroo‘tishlaming xususiy holiga mos, metall — yarimo‘tkazgich deb ataluvchi
elektr о ‘tishlar ham elektronikada keng qo‘lIaniladi. Ko‘p yarimo‘tkazgich asboblar va integral mikrosxemalaming ishlash prinsipi elektr o‘tishlaming xususiyatlariga asoslanadi. Muvozanat holatda p-n o‘tish Yarimo‘tkazgich asboblarning aksariyati bir jinsli bo'lmagan yarimo‘tkazgichlar asosida yaratiladi. Xususiy holda, bir jinsli bo‘lmagan yarimo‘tkazgich monokristallning ma’lum sohasi p - turli, boshqa sohasi. n - turli o'tkazuvchanlikni namoyon etadi. Yarimo‘tkazgichning p - va n — sohalari chegarasidan ikki tomonda hajmiy zaryad sohasida elektron — kovak o‘tish yoki p-n o‘tish hosil bo‘ladi. 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. Xona temperaturasida p — turli yarimo‘tkazgichda akseptor kirishmalar manfiy ionlari konsentratsiyasi Na\ kovaklar konsentratsiyasi pp ga, n – turli yarimo‘tkazgichda esa donor kiritmalar musbat ionlari konsentratsiyasi. N /, elektronlar konsentratsiyasi n„ ga teng. p - v& n - sohalar chegarasida kovaklar va elektronlar konsentratsiyasi gradienti mavjud. bo‘lganligi sababli elektronlaming p - sohaga, kovaklaming n – sohaga diff Uziyasi boshlanadi. Termodinamik muvozanat holatidagi p-n o‘tish. 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‘zg‘almas manfiy akseptor ionlari konsentratsiyasidan kamayadi va bu qatlam manfiy zaryad ola boshlaydi. Natijada, chegaradan ikki tomonda qo‘sh elektr qatlam hosil boiadi. Rasmda musbat va
manfiy ishoralar bilan belgilangan doirachalar mos ravishda donor va akseptor kiritmalar ionlarini tasvirlaydi. Hosil bo‘lgan qo‘sh elektr qatlami p-n o'tish deb ataladi. Ushbu qatlamda harakatchan zaryad tashuvchilar bo‘lmaydi. Shuning uchun uning solishtirma qarshiligi p - va n - sohalamikiga nisbatan juda yuqori bo‘ladi. Adabiyotlarda bu qatlam kambag‘allashgan yoki i-soha deb ataladi.
p - va n - sohalar chegarasidan ikki tomonda joylashgan hajmiy zaryad musbat va manfiy ishoraga ega bo‘Igani sababli p-n o‘tish sohasida kuchlanganligi Ё bo‘lgan ichki elektr maydon hosil qiladi. Ushbu maydon qo‘sh elektr zaryad sohasiga kirgan asosiy zaiyad tashuvchilar uchun tormozlovchi ta’sir qilib, ulaming 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 - va n - sohalar chegarasidagi potensial nol potensialga teng deb qabul qilingan. Funksiyasi hamda zaryad tashuvchilaming zonalar bo‘yicha taqsimlanishi bilan birgalikda p-n o‘tishda voltlarda ifodalangan kontakt potensiallar farqi ga teng bo‘lgan potensial to‘siq yoki kontakt potensiallar farqi hosil bo‘lishi 2.1b-rasmdan ko‘rinib turibdi. Uk qiymati yarimo‘tkazgich taqiqlangan zona kengligi va kiritmalar konsentratsiyasiga bog‘liq bo‘lib, quyidagi ifoda bilan hisoblanadi Odatda germaniyli p-n o‘tishlar uchun kontakt potensiallar farqi V ni, kremniylilar uchun esa - 0,7V ni tashkil etadi.
p-n o‘tishni hosil qiluvchi Nd va Na kiritmalar konsentratsiyasi texnoiogik chegarada zinasimon o‘zgarsa keskin p-n o'tish yuzaga
keladi. Uning kengligi l0 nafaqat kiritmalar konsentratsiyasiga, balki o‘tishdagi konsentratsiyaning o‘zgarish qonuniyatiga bog‘liq bo‘lib, quyidagi ifoda bo‘yicha topiladi va mikrometming o‘nlarcha ulushidan bir necha mikrometrgacha bo‘lgan qiymatlarni tashkil etadi. Demak, tor p-n o‘tish hosil qilish uchun yarimo‘tkazgichga yuqori konsentratsiyali kiritmalar kiritish, keng p-n o‘tish hosil qilish uchun esa kiritmalar konsentratsiyasi kichik bo‘lishi kerak. Bu yerda, q - elektron zaryadi, - elektr doimiysi, - yarimo‘tkazgichning nisbiy elektr doimiysi.
2. Nomuvozanat holatda p-n o‘tish p-n o’tish toklari. Elektron va kovakning o‘rtacha issiqlik energiyasi yarimo‘tkazgich temperaturasi bilan belgilanadi va kT ga teng, k — Bolsman doimiysi, T - absolut temperatura. Yarimo‘tkazgichdagi har bir zarra energiyasi o‘rtacha energiyadan farq qiladi. Aynimagan n -yarimo‘tkazgichda energiyasi Wt dan kichik boimagan elektronlar.
Undan yuqori energiyali zarrachalar soni eksponensial ravishda keskin
kamayishi ko‘rinib turibdi. Bu yerda nn — asosiy zaryad tashuvchilaming
konsentratsiyasi. Shunga o‘xshash ifoda kovaklarni energiyalar bo'yicha
taqsimlanishini belgilaydi.
|
