6-mavzu. O‘tishning teshilishi. Teshilish turlari. Stablitronlar. Tunelli diodlar

2.30-rasm. To‘g‘ri tunnellashish mexanizmi

2.31-rasm. Tunnel diod voltamper xarakteristikasi (tavsifi) ning hosil bo‘lishi (shakllanishi)

n sohaning to‘lgan energetik sathlari va p soha erkin energetik zonalarining o‘zaro bir-birini berkitishi ortadi, bu esa n sohadan p sohaga tunnel o‘tishi ehtimolining ortishi va p sohadan n sohaga tunnel o‘tishi ehtimolining kamayishiga olib keladi. Natijada, n sohadan p sohaga o‘tadigan elektron tok ortadi (2.31b-rasmga qarang). Siljish kuchlanishining keyingi ortishi tunnel tokning ortib, o‘zining maksimal qiymatiga erishishiga olib keladi. Tunnel tokining maksimal qiymati n sohadagi to‘lgan energetik zonalar va p sohadagi erkin energetik sathlarning o‘zaro berkitilishining eng katta qiymatiga mos keladi. Agar qo‘yilgan to‘g‘ri kuchlanish ortaversa, u holda zonalarning o‘zaro berkitilishi sohasi kamayadi va diod orqali tunnel toki kamaya boshlaydi (2.31g-rasmga qarang). To‘g‘ri kuchlanishning keyingi ortishi energetik zonalarning bunday siljishiga olib keladi, ya’ni n sohaning to‘lgan energetik sathlari va p sohaning bo‘sh energetik sathlari bir-birini boshqa berkitmaydi va tunnel toki nolgacha kamayadi (2.31d-rasm). Bunday yetarlicha katta to‘g‘ri kuchlanishlarda p va n sohalar o‘rtasidagi potensial to‘siq pasayadi va p sohadan n sohaga kovaklarning oddiy purkash toki va n sohadan p sohaga elektronlar toki orta boshlaydi (2.31j-rasmga qarang). Tunnel diodga qo‘yilgan teskari kuchlanish ortishi bilan tunnel toki uzluksiz ortadi (2.31s-rasmga qarang), chunki p sohaning valent zonasidan elektronlarning katta qismi n sohaning o‘tkazuvchanlik zonasiga o‘tish imkoniyatiga ega bo‘ladi. Yuqorida aytilganidek, tunnellashish ehtimolligining ortishi va, shu sababli tunnel tokining ortishi uchun tunnel diodlar kuchli legirlangan yarimo‘tkazgichlardan tayyorlanadi. Yarimo‘tkazgichda hosil qilish chiqarilishi mumkin bo‘lgan donor va akseptor kirishmalar konsentratsiyasining yuqori chegarasi, uning eruvchanlik chegarasi kattaligi bilan chegaralangandir. Kremniy uchun eng ko‘p ishlatiladigan donor kirishmalar mishyak, fosfor va surma hisoblanadi, ularning kremniydagi eruvchanligi mos ravihda 1,710²¹sm^-3, 1,310²¹sm^-1 va 710¹⁹sm^-3 ni tashkil qiladi. Akseptor kirishmalar bor va galliy hisoblanib, ularning chegaraviy eruvchanligi mos ravishda 610²⁰sm^-3 va 310¹⁹sm^-3 ni tashkil qiladi.