5-amaliy mashg’ulot: Yarimo’tkazgichlarda p-n o’tishga doir masalalr yechish

5-amaliy mashg’ulot: Yarimo’tkazgichlarda p-n o’tishga doir masalalr yechish.

Mikroelektron asboblarning asosi bu p-n o’tishdan iborat bo’lib, p-n o’tish kirishma atomlarining berilgan yarimo’tkazgich materialiga diffuziya qilish yo’li bilan hosil qilinadi. Bunda agar asosiy yarimo’tkazgich material n- tipli bo’lsa, unda uning sirtiga aksteptor kirishma atomi diffuziya qilish agar asosiy material p- tipli bo’lsa unda uning sirtiga donor kirishma atomi diffuziya qilish yo’li bilan p-n o’tish hosil qilinadi. Albatta, bunday holatda diffuziya harorati shunday tanlab olinishi zarurki, unda yarimo’tkazgich sirtiga diffuziya yordamida kiritilgan kirishma atomlari konsentratsiyasi asosan yarimo’tkazgichda unga teskari tabiatda bo’lgan kirishma atomlari konstentrastiyasi ko’p bo’lishi lozim (rasm). n- tipli yarimo’tkazgichga, aksteptor kirishma atomlari diffuziyasi taqsimoti ko’rsatilgan. Bunda I-sohada diffuziya orqali kiritilgan aksteptor kirishma atomlari konstentrastiyasi (N_a) kristallda mavjud bulgan donor kirishma atomlari konstentrastiyasidan (N_d) ko’p bo’lgani uchun (N_a >N_d), bu soha p- tipli o’tkazuvchanlikka ega bo’lib qoladi.

II-sohada N_a=N_d teng bo’lgani uchun, material p-ham, n-ham tip bo’lmasdan xususiy yarimo’tkazgich xossasini egalaydi. Kristall sirtidan N_a=N_d bo’lgan masofa p-n- o’tish chuqurligi deb ataladi.
III-sohada esa ko’rinib turganday N_d > N_a bo’lganligi uchun material n - tipli o’tkazuvchanlikka ega holda qoladi.
Shunday qilib material siritida p-n- o’tish hosil qilinadi. p-n- chuqurligi albatta diffuziya qalinligi kirishma atomi diffuziyasi koeffetsiyenti va haroratga bog’liq bo’ladi.
Elektronlarning diffuzion tok zichligi I_dif gradiyenti konsentratsiyasiga to’g’ri proporstional bo’lib, quyidagi formula orqali topiladi:
(7.1)
Kovaklarning diffuzion tok zichligi:
(7.2)
Bu erda D_n, D_p – elektron va kovaklarning diffuziya koeffitsiyenti.
Elektron va kovaklarning dreyf tok zichligi:
(7.3)
(7.4)
Umumiy tok zichligi:
(7.5)
(7.6)
Kremniy uchun D_n=38 sm²/s, D_p=13 sm²/s.
p–n o’tishning kontakt potenstiallar farqi:
(7.7)
Bu erda: n_n – n tipli yarimo’tkazgichli materialdagi elektronlarning konsentratsiyasi, p_p – p-tipli yarimo’tkazgichli materialdagi kovaklarning konsentratsiyasi. N_d, N_a – kirishma atomlarning donor va aksteptor sathi konsentratsiyasi.
n_n=N_d, p_p=N_a (7.8)
To’siq sig’imi:
(7.9)
p-n –o’tishining volt-amper tavsifi:
(7.10)
U – tashqi potenstial qiymati.
I_nas –to’yinish toki.
(7.11)
_n, _p – elektron va kovaklarning yashash vaqti.
Shottki diodining volt – amper tavsifi:
(7.12)
(7.13)
(7.14)
(7.15)
Bu erda _K - metall- yarimo’tkazgichning potenstial to’siq qiymati.
Fotoelementning salb yurish kuchlanishi:
(7.16)
VAT to’ldirish koeffitsiyenti:
(7.17)
Foydali ish koeffitsiyenti:
(7.18)

V_xx – fotoelementning salb yurish kuchlanishi;

I_kz – qisqa tutashuv toki;
W – fotoelement yuzasiga tushayotgan quyosh nurlanishining quvvati.
I_m, V_m – 7.1. qiymati rasmda ko’rsatilgan.