5 -mfvzuyarim o’tkazgichli asboblar yarim o’tkazgich asboblar hosil qilishning fizik asoslari

2. Elektron teshikli n-p o’tish.
Juda ko’p yarimo’tkazgichli asboblarning ishlashi turli xil o’tkazuvchanlikka ega bo’lgan, yarim o’tkazgich kristallarida sun’iy yo’l bilan hosil qilingan, ikkita qo’shni soha chegarasida yuz beradigan jarayonlar bilan bog’liqdir. Bu chegaraviy qatlamlar elektron teshikli yoki n- p o’tish deb aytiladi.
Yuqorida aytib o’tilganidek (4.6 a-rasmga qarang), kristallarning elektron n-turli o’tkazuvchanlik sog’asidagi asosiy elektr zaryad eltuvchilari erkin elektronlar hisoblanadi. Aralashma atomlariga esa fiksatsiyalangan (aniq belgilangan) musbat zaryadlar (donor aralashma ionlari) to’g’ri keladi. Teshikli p turli o’tkazuvchanlik sohasidagi asosiy zaryad tashuvchilar bo’lib kovaklar (teshiklar) hisoblanadi, aralashma atomlarida esa fiksatsiyalangan manfiy zaryadlar (aktseptorlar aralashma ionlari) to’g’ri keladi.
Turli xil o’tkazuvchanlikka ega bo’lgan kristallarni bir-biriga birlashtirilmasa, zaryad tashuvchilar ularning butun hajmi bo’yicha teng taqsimlanadi. Agar sun’iy ravishda n-po’tishni eritish, diffuziya yoki o’stirish usuli bilan hosil qilinib, kristallar birlashtirilsa, chegara qatlamida elektron va teshiklarning rekombinatsiyasi yuz beradi. n-tur yarim o’tkazgichning o’tkazuv­chanlik zonasidagi erkin elektron, r-tur yarim o’tkazgichning valent zonasidagi erkin kovaklar sathlarini egallaydi. Buning natijasida ikki kristall birlashgan chegaraviy zona yaqinida zaryad eltuvchilar yo’qoladi va yuqori elektr qarshiligiga ega bo’lgan qatlam hosil bo’ladi. Bu siyraklashgan berkituvchi qatlam yoki n-p o’tish deb aytiladi. Uning qalinligi bir necha mikrondan ortmaydi. Berkituvchi qatlamning kengayishiga harakatsiz donor va aktseptor ionlari qar­shilik ko’rsatadi.

4.6 - rasm. n–p - o’tishning il bo’lishi: a–kristallarning bir-biriga tegishigacha bo’lgan tarkibi, b–berkituvchi qatlamlarning hosil bo’lishi, v–yarim o’tkazgich chegarasidagi kontakt potentsiallar farqi.

Ular kristallar chegarasida kontakt potentsiallar farqini-potentsial to’siqni vujudga keltiradi. Hosil bo’lgan elektr maydon (E₀) kuch chiziqlarini yo’nalishi n sohadan r soha tomon bo’ladi va u elektron hamda teshiklarni harakatlanishiga to’sqinlik qiladi, ya’ni qarshilik ko’rsatadi. Bu maydon ta’sirida n-p o’tishning qarshiligi ortadi.
(4.6 v-rasmda) n-po’tishli yarim o’tkazgich qatlamlariga mos keluvchi elektrostatik po­tentsial (_e) ning taqsimlanishi ko’rsatilgan.
Agar ana shunday yarim o’tkazgichga tashqi manba (G_B)dan r-tur kristallga musbat va n-tur kristallga manfiy kuchlanish berilsa (4.7 a-rasm) berkituvchi qatlam yanada kengayadi, chunki kontakt zonalardan ham musbat (r-zona ichiga), ham manfiy (n-zona ichiga) tashuvchilarning (elektron va teshiklar) “so’rilishi” yuz beradi. Demak, tashqi manba qutblari 4.7 a-rasmda ko’rsatilgandek bo’lsa, n–p o’tishning qarshiligi ortib ketadi va undan oqib o’tayotgan tok miqdori oz bo’ladi. Manbaning bunday ulanishi teskari ulash deyiladi. Agar tashqi manbani yarim o’tkazgichga, yuqorida ko’rsatilganga nisbatan, teskari qutbli qilib ulansa (manfiy qutb n-turli kristallga va musbat qutb p-turli kristallga), tashqi elektr maydonning (E₂) kuch chiziqlari yo’nalishi berkituvchi qatlam elektr maydoni (E₁) kuch chiziqlariga qarama-qarshi yo’nalishda bo’lib qoladi (4.7 b-rasm).


4.7 - rasm. Yarimo’tkazgichlardagi to’g’ri va teskari yo’nalishlarning hosil bo’lishi: a-teskari yo’nalish, b–potentsiallar farqining n-pzona kengaygandagi o’zgarish taqsimoti, v–to’g’ri yo’nalish, g–kontakt potentsiallar farqining n-p zona toraygandagi o’zgarish taqsimoti.
Bunda n-p o’tish elektr maydonining tormozlash ta’siri ma’lum darajada kompensatsiyalanadi va undan ancha katta to’g’ri tok oqib o’tadi, chunki berkituvchi qatlam torayadi. Tokning bunday yo’nalishi to’g’ri ulash deyiladi (4.7 v, г-rasm). Yaxshi yarimo’tkazgichlardagi qarshilik to’g’ri va teskari ulanishlarda kamida o’n marta o’zgaradi. r-n o’tishning ventilь (bir tomonlama o’tkazish) xususiyatidan yarim o’tkazgichli asboblar diod, tranzistor, tiristorlar va h.z.lar yasashda keng foydalaniladi.

TEST
1. p– turli yarim ўtkazgichlarda asosiy tok tashuvchilari nima xisoblanadi?
A) Kovak. B) praton-neytron. S) neytron. D) elektron
2.Energetik zona birligi nima?
A) Volt– amper . B) elektron-volt . S) Volt . D) volt – farada
3.Yarim ўtkazgichli priborlar Qanday tayyorlanadi?
A) n – turli o’tishga asosan. B) p – turli otishga asosan. S) p-n – turli o’tishga asosan . D) n – p – n turli o’tishga asosan