2-Маъруза. ЯримўТКАЗГИЧЛАРНИНГ ЭЛЕКТРОФИЗИК ХОССАЛАРИ Яримўтказгичларда контакт ходисалари. Режа


Эркин заряд ташувчиларнинг мувозанат



Download 341,23 Kb.
bet5/11
Sana24.02.2022
Hajmi341,23 Kb.
#198751
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
Bog'liq
2-Маъруза

2.3 Эркин заряд ташувчиларнинг мувозанат
ҳолатдаги концентрацияси. Номувозанат заряд ташувчилар.

Абсолют нолдан фарқли температураларда яримўтказгичда электрон – ковак жуфтликларининг генерация ва рекомбинацияси ҳамда киритмалар атомларининг ионлашуви ва нейтраллашуви содир бўлади. Бунда электронлар W энергияли у ёки бу энергетик сатҳларни эгаллайдилар. Мувозанат ҳолатда (T=const) ўтказувчанлик электронлари ва ковакларининг ўзгармас концентрациялари юзага келади.


Квант статистикасига мувофиқ электрон W энергияли сатҳни тўлдириш эҳтимоллиги Ферми-Дирак тақсимот қонунига кўра аниқланади:
. (2.5)
Ушбу қонунда k – Больцман доимийси, T – тизимнинг абсолют температураси, WF – Ферми сатҳи энергияси. W=WF бўлганда f(WF)=0.5 эканлиги кўзга ташланиб турибди. Мос равишда, [1-f(W)] ифода валент зонадаги W энергияли сатҳнинг тўлдирилмаслик эҳтимоллигини, яъни ковак ҳосил бўлиш эҳтимоллигини англатади.
Ўтказувчанлик зонадаги электронлар концентрацияси n ва валент зонадаги коваклар концентарцияси p қуйидаги ифодалардан фойдаланган ҳолда топилади:
; (2.6)
. (2.7)
бу ерда, NC, NV – мос равишда ўтказувчанлик ва валент зоналардаги энергетик ҳолатларнинг эффектив зичлиги.
(2.6) ва (2.7) интеграллар элементар функциялар орқали ёзилмайди. Одатда, ишлатиладиган яримўтказгичларда WF тақиқланган зонада жойлашади ва шунинг учун (2.5) ифоданинг махражидаги бирни эътиборга олмаса бўлади. Бунда заряд ташувчиларнинг энергетик ҳолатлар бўйича тақсимланишини ифодаловчи Ферми-Дирак функцияси Максвелл-Больцманнинг классик тақсимотига мос келади
. (2.5/)
Бундай яримўтказгичлар айнимаган яримўтказгичлар деб аталади. Агар яримўтказгичда Ферми сатҳи 2kT га яқин бўлиб, зоналар чегаралари яқинида ёки зоналар ичида жойлашса, фақат (2.5) ифодадан фойдаланиш керак. Бундай яримўтказгич айниган яримўтказгич деб аталади. Яримўтказгичларда айниш киритмалар концентрацияси жуда юқори (1019 – 1020 см-3) бўлганда содир бўлади. Айниган яримўтказгичлар, хусусан, туннель диодларни ҳамда туннель тешилишга эга стабилитронларни ҳосил қилишда ишлати-ладилар
; (2.8)
. (2.9)
Бу ерда, ва – электрон ва ковакларнинг эффектив массалари;
h – Планк доимийси.
T= 300К да NC ва NV ларнинг қийматлари кремний ва германий учун тахминан 1019 см-3ни ташкил этади.
(2.6) ва (2.7) ифодаларда (2.5)ни қўллаб ва интеграллаб ЭЗТлар концентрациясини топамиз:
; (2.10)


. (2.11)
Электронлар ва коваклар концентрациялари кўпайтмаси
(2.12)
ифодага мувофиқ топилади. Бундан қарама-қарши ишорали зарядлар кўпайтмаси тақиқланган зона кенглиги Wg= WC-WV ҳамда температурага боғлиқлиги, Ферми сатҳининг жойлашиш ўрнига ҳамда яримўтказгич ўтказувчанлик турига (i-, n-, p-) эса боғлиқ эмаслиги кўриниб турибди.
Агар хусусий яримўтказгич ni=pi учун (2.12)ни қўлласак,
. (2.13)
Бундан
. (2.14)
Кўриниб турибдики, хусусий яримўтказгичда заряд ташувчилар концентрациясини топиш учун Ферми сатҳи ўрнини билиш зарур бўлмади. mn, mp, Wg ларнинг маълумотномалардаги қийматларини билган ҳолда, хусусий заряд ташувчиларнинг хона температурасидаги қийматларини топамиз: германий учун ni=pi=1,99∙1013 см-3, кремний учун ni=pi= 0,79∙1010 см-3, арсенид галлий учун ni=pi= 1,79∙106 см-3.
Киритмали яримўтказгичларда электронлар ва коваклар концентрациясини (2.10) ва (2.11) ифодалар ёрдамида топиш учун Ферми сатҳининг энергиясини билиш зарур. Лекин шундай бўлишига қарамасдан, (2.13) дан ташқари, локал электр нейтраллик шартидан келиб чиқадиган тенгликдан фойдаланилса, қийинчилик бартараф этилиши мумкин. Зарядларнинг сақланиш қонунига мувофиқ яримўтказгич электр нейтрал бўлиши, яъни яримўт-казгичдаги барча заряд ташувчилар йиғиндиси нолга тенг бўлиши керак. Шунинг учун локал электр нейтраллик шарти умумий кўринишда қуйидагича ёзилади:
. (2.15)

Бу ерда, Nd+ и Na- – донор ва акцептор киритмалар ионлари концентрацияси. (2.14) ва (2.15) тенгламалар ёрдамида барча заряд ташувчилар концентрацияси аниқланиши мумкин.


Ҳажми 1 см3 бўлган n – яримўтказгич учун электр нейтраллик шартини ёзамиз
, (2.16)
бу ерда, Nd – донор киритмалар ионлари концентрациясини, индексдаги n – яримўтказгичнинг ўтказувчанлик турини кўрсатади. Хона температурасида донор киритмаларнинг деярли барчаси ион-лашган бўлади. Шунинг учун Nd= Nd+ .
Одатда, донор киритмалар концентрацияси Nd >>pn ва
. (2.17)
Бундан, (2.13)ни эътиборга олган ҳолда, мувозанат ҳолатдаги n – яримўтказгич учун коваклар концентрацияси
. (2.18)

Download 341,23 Kb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©hozir.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling

kiriting | ro'yxatdan o'tish
    Bosh sahifa
юртда тантана
Боғда битган
Бугун юртда
Эшитганлар жилманглар
Эшитмадим деманглар
битган бодомлар
Yangiariq tumani
qitish marakazi
Raqamli texnologiyalar
ilishida muhokamadan
tasdiqqa tavsiya
tavsiya etilgan
iqtisodiyot kafedrasi
steiermarkischen landesregierung
asarlaringizni yuboring
o'zingizning asarlaringizni
Iltimos faqat
faqat o'zingizning
steierm rkischen
landesregierung fachabteilung
rkischen landesregierung
hamshira loyihasi
loyihasi mavsum
faolyatining oqibatlari
asosiy adabiyotlar
fakulteti ahborot
ahborot havfsizligi
havfsizligi kafedrasi
fanidan bo’yicha
fakulteti iqtisodiyot
boshqaruv fakulteti
chiqarishda boshqaruv
ishlab chiqarishda
iqtisodiyot fakultet
multiservis tarmoqlari
fanidan asosiy
Uzbek fanidan
mavzulari potok
asosidagi multiservis
'aliyyil a'ziym
billahil 'aliyyil
illaa billahil
quvvata illaa
falah' deganida
Kompyuter savodxonligi
bo’yicha mustaqil
'alal falah'
Hayya 'alal
'alas soloh
Hayya 'alas
mavsum boyicha


yuklab olish