I0
= I0
(eqU0 / kT
-1) . (1.3.2)
I0 toki germaniyli p-n o‘tishlarda o‘nlab mkA yoki kremniyli p-n o‘tishlarda nanoamperlarni tashkil etadi va temperatura ortishi bilan kuchli ravishda tok ham ortadi. Lekin I0 qiymatidagi katta farq taqiqlangan zona kengligi bilan aniqlanadi.
Bu holatda tashqi kuchlanish manbaining musbat qutbi n-sohaga ulanadi (10-
rasm).
- rasm
Kuchlanish manbaining elektr maydoni o‘tishning kontakt maydoni yo‘nalgan tomonga yo‘nalgan. Shu sababli potentsial to‘siq balandligi ortadi va UK = U0 ga teng bo‘ladi. Teskari kuchlanish qiymatining ortishi p-n o‘tish kengligining kengayishiga
olib keladi ( lto'g ' ltesk ). Amaliy hisoblarda quyidagi ifodadan foydalanish qulay:
bu yerda
l0 =
l = l0
, (1.3.3)
- tashqi maydon ta’sir etmagandagi p-n
kengligi, e - yarim o‘tkazgich nisbiy dielektrik doimiysi, e 0 - elektr doimiy.
Potensial to‘siqning ortishi diffuziya tokining kamayishiga olib keladi.
Diffuziya tokining o‘zgarishi eksponentsial qonun asosida ro‘y beradi
Idif
= I e- qU0 / kT
. (1.3.4)
0
Dreyf toki potensial to‘siq balandligiga bog‘liq emasligi va I0 ga teng
bo‘lganligi sababli, p-n o‘tishdan o‘tayotgan natijaviy tok
Teskari ulanishda kontaktlashuvchi yarim o‘tkazgichlardan asosiy bo‘lmagan zaryad tashuvchilar chiqarib olinadi (ekstraktsiya). Shu sababli teskari tok ekstraktsiya toki deb ataladi.
Itesk
= I0
å- qU0 / kT
= I0
(e- qU0 / kT
-1).
1.4. P-n o‘tishning volt – amper xarakteristikasi (VAX)
P-n o‘tish tokining unga berilayotgan kuchlanishga bog‘liqligi I=f(U) volt–
amper xarakteristika (VAX) deyiladi. (1.3.2) va (1.3.5) lar asosida umumiy holda eksponentsial bog‘liqlik yordamida ifodalanadi (11. a - rasm).
I = I0
(e±qU0 / kT
-1).
Agar p-n o‘tishga to‘g‘ri kuchlanish berilgan bo‘lsa, U0 kuchlanish ishorasi –
musbat, teskari kuchlanish berilgan bo‘lsa esa - manfiy bo‘ladi. UTUG ³ 0,1 V bo‘lsa eksponentsial songa nisbatan birni hisobga olmasa ham bo‘ladi va kuchlanish ortishi bilan tok ham eksponentsial ortib boradi. Teskari kuchlanish berilganda esa -0,2 V kuchlanish qiymatida tok I0 qiymatiga yetib keladi va keyinchalik kuchlanish qiymati o‘zgarmaydi. I0 kattaligi shu sababli teskari ulangan p-n o‘tishning to‘yinish toki deb ham ataladi.
Teskari tok to‘g‘ri tokka nisbatan bir necha darajaga kichik, ya’ni p-n o‘tish to‘g‘ri yo‘nalishda tokni yaxshi o‘tkazadi, teskari yo‘nalishda esa yomon.
Demak, p-n o‘tish to‘g‘rilovchi harakat bilan xarakterlanadi va uni o‘zgaruvchi tokni to‘g‘rilashda qo‘llashga imkon beradi.
Eksponentsial tashkil etuvchi
eqU0 / kT temperatura ortishi bilan kamayishiga
qaramay VAX to‘g‘ri shaxobchasidagi qiyalik ortadi (11. b-rasm). Bu hodisa I0ni temperaturaga kuchli to‘g‘ri bog‘liqligi bilan tushuntiriladi. To‘g‘ri kuchlanish berilganda temperatura ortishi bilan tok ortishiga olib keladi. Amaliyotda p-n o‘tish VAXga temperaturaning bog‘liqligi kuchlanishning temperatura koeffitsienti (KTK) deb ataladigan kattalik bilan baholanadi. KTKni aniqlash uchun temperaturani o‘zgartirib borib, o‘zgarmas tokdagi p-n o‘tish kuchlanishini o‘zgarishi o‘lchab boriladi. Odatda KTK manfiy ishoraga ega, ya’ni temperatura ortishi bilan o‘tishdagi kuchlanish kamayadi. Kremniydan yasalgan p-n o‘tish uchun KTK 3 mV/grad darajani tashkil etadi.
(1.4.1) ifoda ideallashtirilgan p-n o‘tish VAX sini ifodalaydi. Bunday o‘tishda r va n-sohalarning hajmiy qarshiligi nolga teng va tok o‘tish vaqtida p-n o‘tishda rekombinatsiya jarayoni sodir bo‘lmaydi deb hisoblanadi. Real o‘tishda esa baza qarshiligi o‘nlab Omga teng bo‘ladi. Shu sababli (1.4.1) ifodaga p-n o‘tishdagi va
tashqi kuchlanish U0 orasidagi farqni hisobga oluvchi o‘zgartirish kiritiladi
I = I0
(eq( U0 - rb I )/ kT )
(1.4.2)
| 