|
drift oqimi I dr, bu ko'pincha termal yoki to'yinganlik oqimi I 0 deb ataladi. Muvozanat p-n-o'tish orqali umumiy oqim nolga teng bo'ladi: elektron-teshikli birikma orqali tashuvchilarning erkin harakati p-n-birikmaning potentsial to'sig'i tushirilganda mumkin. Bu sodir bo'lganda in'ektsiyazaryad tashuvchilar, ya'ni tashqi emitentlik ta'sirida ularning emitent mintaqasidan baza mintaqasiga o'tish. Emitent mintaqasi nopoklik atomlari bilan asosga qaraganda ancha kuchli. Asimmetrik o'tishlardagi nopoklik atomlarining turli kontsentratsiyalari tufayli bir tomonlama in'ektsiya sodir bo'ladi: nopoklik atomlari (bazadan) past konsentratsiyali mintaqadan tashuvchi oqim juda zaif va ularni e'tiborsiz qoldirish mumkin.
To'g'ridan-to'g'ri kutuplulukla tashqi manba o'tish muvozanat holati buziladi, chunki pn-birikma maydoniga joylashtirilgan ushbu manbaning maydoni uni zaiflashtiradi, o'tish taqiqlangan zonasi pasayadi, potentsial to'siq kamayadi, o'tish qarshiligi keskin pasayadi, oqimning diffuziya komponenti "e u / jt" ga ko'payadi va qo'llaniladigan kuchlanishning funktsiyasi
qaerda j t \u003d kT / q - harorat salohiyati (xona haroratida j t \u003d 0,025V);
k - Boltsman doimiysi;
T - harorat;
q - elektron zaryadi.
Joriy komponent Men haqida to'g'ridan-to'g'ri tashqi kuchlanish ta'sirida idealizatsiya qilingan kavşakta deyarli o'zgarmaydi. Shunday qilib, ideal pn birikmasi orqali to'g'ridan-to'g'ri aniq oqim
(2.2.)
va nihoyat
(2.3)
Ideal p-n-birikmaning (2.1) tenglamasi yarimo'tkazgichli qurilmalarning asosiy oqim kuchlanish xususiyatlarini aniqlaydi.
(2.1) ga muvofiq birikmaning I - V xarakteristikasini qurishda, noldan katta kuchlanishdagi ideal pn o'tish uchun, kuchlanish emas, balki berilgan to'g'ridan-to'g'ri oqim rejimi xarakterli ekanligini ko'rish mumkin. Haqiqiy I - V xarakteristikasi uchun, asosiy qatlamdagi ohmik voltaj tushishini hisobga olgan holda, tashqi kuchlanish pn birikmasi va taglik qatlami o'rtasida taqsimlanadi (kichik birlashma maydoni bo'lgan bazaviy qarshilik r b o'nlab Ohm bo'lishi mumkin), shuning uchun (1.1) tenglama, statik I - V xarakteristikasini tavsiflaydi (2.1-rasm). ) haqiqiy o'tishni quyidagicha yozish mumkin:
(2.4)
Tashqi manbaning qutblanishini qaytarganda tashqi kuchlanish manbasining kutupluluğu kontakt potentsiali farqining qutblanishiga to'g'ri keladi, pn birikmasining potentsial to'sig'i ortadi va o'tishning taqiqlangan zonasi kengayadi. P-n-o'tish orqali teskari kuchlanishning past qiymatlarida, asosiy tashuvchilarning harakati ham kuzatiladi, bu esa oqim oqimiga qarama-qarshi oqim hosil qiladi:
(2.5)
Olingan oqim teskari kuchlanish ta'sirida pn birikmasi orqali
(2.6)
Tenglama (1.4) teskari tomonga o'tishning teskari tarmog'ini tavsiflaydi (22.1-rasm).
Ujr 3j t dan katta bo'lganda, o'tish joyidagi diffuziya oqimi to'xtaydi. Bunday holda, ozchilikni tashuvchisi oqimi birlashma orqali o'tishni davom ettiradi.
Oldinga va teskari oqimning nisbati rektifikatsiya nisbati deb ataladi.
K rec \u003d I pr / I arr \u003d exp U / j t, (2.7)
Ko'rinib turibdiki, K rec juda katta qiymatga ega va rektifikatorni tavsiflaydi xususiyatlari pn o'tish
Umumiy holatda teskari oqim termojeneratsiya oqimi deb ataladi va katta qiymatga ega; xona haroratidagi termal oqim umuman hisobga olinmasa (Si da p-n birikmasi), chunki u teskari oqimdan 2-3 daraja kichik. Germaniya birikmalarining termal oqimi silikonnikiga qaraganda 6 daraja kattaroqdir; shuning uchun germanyum konstruksiyalarida bu oqimni e'tiborsiz qoldirib bo'lmaydi.
Haqiqiy tutashgan joyda ozchilik tashuvchisi oqimining qo'llaniladigan voltajga sezilarli bog'liqligi kuzatiladi. Teskari kuchlanish ta'sirida, taqiqlangan tasma kengayganda, o'tish zonasi tashuvchilarda juda kamaydi, shu bilan birga rekombinatsiya jarayoni sekinlashadi va avlod jarayoni muvozanatsiz bo'lib chiqadi. Yaratilgan tashuvchilarning ortiqcha qismi elektr maydoni tomonidan ushlanib, neytral qatlamlarga o'tkaziladi (elektronlar n-mintaqaga, teshiklar - p-mintaqaga). Ushbu oqimlar termogeneratsiya oqimini hosil qiladi. Ushbu oqim zaif haroratga bog'liq va qo'llaniladigan teskari kuchlanish kattaligiga juda bog'liq; tezlashtiruvchi elektr maydonidagi elektron harakat tezligining qo'llaniladigan voltajga bog'liqligining soddalashtirilgan formulasini esga olish maqsadga muvofiqdir.
(2.8)
Amaldagi kuchlanishning oshishi bilan elektronlarning tezligi oshadi, uning panjara joylarida atomlar bilan to'qnashuvlari soni ko'payadi (zarba ionizatsiyasi), bu yangi zaryad tashuvchilar paydo bo'lishiga olib keladi. Zaryadlar sonining ko'payishi ozchilikni tashuvchilar oqimining ko'payishiga olib keladi, o'tish harorati ko'tariladi va bu o'z navbatida kovalent bog'lanishlarning buzilishiga va tashuvchilarning o'sishiga olib keladi. Jarayon ko'chkiga o'xshash tabiatni qabul qilishi va p-n-birikmaning buzilishiga olib kelishi mumkin (1.1-rasm). Buzilishning quyidagi turlari ajratiladi:
Do'stlaringiz bilan baham: |
