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

2.20-rasm. Tunnel teshilishi chog‘ida tok o‘tish mexanizmi

Issiqlik teshilishi. Issiqlik teshilish mexanizmi shundan iboratki, bunda r-n o‘tish orqali tok oqib o‘tayotganda ma’lum bir issiqlik miqdori ajraladi. Bu issiqlik miqdori r-n o‘tishdan chiqayotgan issiqlik miqdoridan katta bo‘lsa, o‘tish temperaturasi orta boshlaydi. Temperaturaning ortishi issiqlik generatsiyasi tezligining ortishiga va ruxsat etilgan zonalarda zaryad tashuvchilar konsentratsiyasining ortishiga va buning natijasida teskari tokning ortishiga, shu tufayli yanada ko‘proq issiqlik ajarlib zaryad tashuvchilar konsentratsiyasining o‘sishiga olib keladi. Bu jarayon issiqlik teshilishiga olib keladi. r-n o‘tish harorati va teskari tok kattaligi o‘rtasidagi aloqadorlik sababli, issiqlik teshilishi sharoitida diodning voltamper xarakteristikasi manfiy differensial qarshilik qismiga ega bo‘ladi (2.19-rasmdagi 2-qism).

Bu qismda tok ortishi bilan potensial tushuvi kamayadi. Shuni ta’kidlash lozimki, r-n o‘tishlarda teskari toklar yetarlicha kichik va odatda o‘z-o‘zidan issiqlik teshilishi sodir bo‘lmaydi. +oidaga muvofiq teshilish ko‘chki yoki tunnel teshilishi natijasidir. Ko‘chki va tunnel teshilishdan farqli o‘laroq issiqlik teshilishi yarimo‘tkazgich tuzilishida qaytmas o‘zgarishlarga olib keladi va r-n o‘tish buzilishi mumkin. Yarimo‘tkazgich materiali va teshilish kuchlanishi orasidagi analitik bog‘lanishni qarab chiqamiz. Buning uchun teshilishga mos keluvchi teskari kuchlanish qo‘yilgan r-n o‘tishning energetik zonalar diagrammasini qarab chiqamiz (2.21-rasm). Bu yerda x soha hajmiy zaryadi chegarasidan boshlab hisoblanadi. p_p >> n_n shart bajarilganda, hajmiy zaryad faqat n sohada tarqaladi va issiqlik generatsiyasi faqat shu sohada sodir bo‘ladi, ya’ni x  0 bo‘lganda n soha chegarasidagi kovaklar toki, n sohaga elektroneytral soha tarafdan kirib kelayotgan kovaklar to‘yinish toki j_s ga teng bo‘ladi, j_p (0)  j_s. -elektronlar tokini esa x  L uchun r soha chegarasiga nolga teng deb hisoblash mumkin. Berkituvchi kuchlanishning yetarlicha katta qiymatlarida, ya’ni r-n o‘tishda elektron va kovak juftlari generatsiyasi sodir bo‘lganda o‘tish orqali j_n–elektron va j_p kovaklar toki oqib o‘tadi. Bu toklarni hisoblaymiz. p-n o‘tishning n sohasida dx qalinlikdagi qatlamni ajratib olamiz. Bu qatlamning birlik yuzasi orqali 1 s vaqt ichida n ta elektron va p ta kovak o‘tadi:

; ,

bu yerda va lar mos ravishda elektronlar va kovaklarning harakatchanligi; E–elektr maydon kuchlanganligi.