Yarimo’tkazgichlarda p-n o’tishiga doir masalalarning yechilishi: 1-masala. Si materialidan tunnel diodlar olish uchun elektron va kovaklar konsentratsiyasi eng kam miqdori qanday bo’lishi kerak va u diodlarda potenstial to’siq miqdori qanday qiymatga ega bo’ladi.
Masalaning yechilishi: Tunnel effekti asosida ishlaydigan yarim o’tkazgichli qurilma. Tunnel effekti diodlarda kirishmalar konsentratsiyasiga kuchli bog’liq bo’ladi. Agar kirishmalar konsentratsiyasini 1sm3 da 2∙1019 – 1020 gacha oshirilsa (donor yoki akseptor), u holda p-n o’tishda taqiqlangan zona qalinligi keskin torayadi (100 Å gacha) va uncha katta bo’lmagan to’g’ri va teskari kuchlanishda elektronlar potensial baryerdan tunnel effekti hisobiga o’tishi mumkin bo’ladi.
Tunnel diodining Volt-Amper xarakteristikasi.
3-masala. n – tipli yarimo’tkazgich materiallaridan omik kontakt olish uchun metall va yarimo’tkazgichlar uchun qanday shartlar bajarilishi kerak. n – tipli yarimo’tkazgich-metall kontakt zonalar diagrammasini chizing.
Bunday kontaktda elektronlar metalldan yarim o’tkazgich tomonga o’tganligi uchun yarim o’tkazgich kontakt qismi elektronlar bilan boyitilgan bo’ladi. Uning qarshiligi yarim o’tkazgich qarshiligidan kam bo’ladi. Bunday kontaktda tok qiymati yarim o’tkazgich material qarshiligi bilan aniqlanadi.
Bunday kontaktda tok qiymati kuchlanish qiymatiga mos chiziqli oshadi. Bunday kontakt omik kontakt bo’ladi.
I
U
Bunday kontakt zonalar diagrammasi va VAX-si.
Yarimo’tkazgichlarda p-n o’tishiga doir masalalar: Elektron konsentratsiyasi n=51015sm-3 bo’lgan n-tip va kovaklar konsentratsiyasi p=21016sm-3 bo’lgan p-tip kremniy materialining hosil bo’lgan p- n o’tish potenstial to’sig’i qiymatini aniqlang (T=3000K).
Elektron konsentratsiyasi n=61016sm-3 va kovaklar konsentratsiyasi p=51016sm-3 bo’lgan kremniydagi p- n o’tish potenstial to’siq qiymati nimaga teng bo’ladi (T=3000K).
Elektron konsentratsiyasi n=61015sm-3 va kovaklar konsentratsiyasi p=51016sm-3 bo’lgan germaniy materialidagi p- n o’tish potenstial to’siq qiymatini hisoblang (T=3000K).
Elektron konsentratsiyasi n=61015sm-3 va kovaklar konsentratsiyasi p=51016sm-3 bo’lgan GaAs materialidagi p- n o’tish potenstial to’siq qiymatini hisoblang (T=3000K).
Nima uchun bir xil elektron va kovak konsentratsiyasiga ega bo’lgan Si, Ge, GaAs kristallarida p- n o’tish potenstial to’siq qiymati juda katta farq qiladi? Tushuntirib bering.
Harorat T=300, 350, 400 0K bo’lganda, elektron konsentratsiyasi n =1017sm-3 va kovaklar konsentratsiyasi p=51017sm-3 bo’lgan kremniydagi p- n o’tish potenstial to’siq qiymatini hisoblang va olingang natijani tushuntirib bering (T=3000K).
Harorat pasayishi bilan p- n o’tish potenstial to’siq qiymati qanday o’zgaradi. Sababini Si materialida n =1014sm-3 va p=41014sm-3 p- n o’tishda T=300, 200, 100 0K uchun hisoblab tushuntirib bering.
Potenstial to’siq qiymati bir xil bo’lgan (=0,5 eV) Si, Ge, GaAs kristallaridan diodlar olish uchun, qanday elektron va kovaklar miqdori bo’lishi kerak. Hisoblang va tushuntirib bering.
Nima uchun Si materialidan tayyorlangan diodlarning ishlash harorati Ge materialidan tayyorlangan diodlar ishlash haroratidan yuqori. Misol bilan tushuntirib bering.
Si materialidan tunnel diodlar olish uchun elektron va kovaklar konsentratsiyasi eng kam miqdori qanday bo’lishi kerak va u diodlarda potenstial to’siq miqdori qanday qiymatga ega bo’ladi.
Elektron va kovaklar konsentratsiyasi p-n=1014sm-3 va elektron va kovaklar konsentratsiyasi p-n=1015sm-3 bo’lgan kremniy materiali asosida yaratilgan diodlar tug’rilagich hususiyati qanday haroratlarda yo’qoladi.
Elektronlar konsentratsiyasi n=51015sm-3 va kovaklar konsentratsiyasi p=51016sm-3 bo’lgan diodda, hajm zaryadi qalinligini hisoblang.
Elektronlar konsentratsiyasi n=51015sm-3 va kovaklar konsentratsiyasi p=51016sm-3 bo’lgan diodda n va p- tipdagi hajm zaryad kengligini hisoblang T=300 0K.
Elektronlar konsentratsiyasi n =51018, 1019,21019sm-3 va kovaklar konsentratsiyasi ham xuddi shunday mos ravishdagi qiymatlarga ega bo’lgan kremniy materialidan tayyorlangan diodning hajm zaryadi qalinligini hisoblang va tushuntiring (bunda T=300 0K).
Kremniy materialidan tayyorlangan diodning sig’imini hisoblang. Bunda n =1015, 1016, 1017sm-3 unga mos ravishda p =1015, 1016, 1017sm-3 bo’lganda.
Kremniy asosida tayyorlangan diodga V= 1, 3 va 5 Volt tashqi kuchlanish berilgan bo’lsin. Bu diodning to’g’ri va teskari tok qiymatini hisoblang.
Kremniy diodlarida teskari tok qiymatining harorat oshganida T=300 5000K va pasaygannida T=300 1000K o’zgarishini hisoblang va tushuntirib bering.
Taqiqlangan zona kengligi kichik bo’lgan yarimo’tkazgich materiallar ZnAS, ZnSb asosida diodlar tayyorlash va ularni ishlatish nega maqsadga muvofiq emas. Misol bilan tushuntirib bering.
Yarimo’tkazgichli diodlarning chastota sohasidagi chegaralari nima bilan bog’langan. Ularni yuqori chastotalarda ishlashi uchun qanday kattaliklariga etibor berish lozim.
Shottki va p-n o’tishli diodlarda tok o’tish mexanizmi asosiy farqlar nimadan iborat. Nima uchun Shottki diodi p-n o’tishli diodlarga qaraganda yuqori chastotalarda ishlay oladi.
n – tipli yarimo’tkazgich materiallaridan omik kontakt olish uchun metall va yarimo’tkazgichlar uchun qanday shartlar bajarilishi kerak. n – tipli yarimo’tkazgich-metall kontakt zonalar diagrammasini chizing.
p – tipli yarimo’tkazgichli materiallarida omik kontakt olish uchun metall va yarimo’tkazgichlar uchun qanday shartlar bajarilishi kerak. p – metall omik kontakt va omik bo’lmagan kontaktlar uchun zonalar diagrammasini chizing.
n va p –tipli yarimo’tkazgichda Shottki diodi olish uchun qanday shartlar bajarilishi kerak. Bunday diodlarni zonalar diagrammasini chizing va tushuntiring.
Elektronlar konsentratsiyasi n =1015, 1016,1017sm-3 bo’lgan Shottki potenstial to’siq qiymatini hisoblang.
Agar Shottki diodlari elektronlar konsentratsiyasi n =51014, 61015 va71016 sm-3 n – tipli material asosida tayyorlangan bo’lsa, unda metall va yarimo’tkazgich kontaktida paydo bo’lgan hajm zaryad qalinligi nisbatini hisoblang.
