Bajardi: lto kafedrasi 148-19 guruh talabasi Choriyev Feruz Sadriddin o’gli Tekshirdi Imzo Toshkent-2021

O’ZBEKISTON RESPUBLIKASI OLIY VA O’RTA MAXSUS TA‘LIM VAZIRLIGI
TOSHKENT DAVLAT TEXNIKA UNIVERSITETI
Lazer texnologiyalari va optoelektronika kafedrasi
Yarim o’tkazgichli optoelektron qurilmalar fanidan

Yarimo’tkazgichli metall chegarida
kontakt hodisalar.

mavzusida kurs ishi hisob-tushuntirish yozuvi

Bajardi: LTO kafedrasi 148-19 guruh talabasi Choriyev Feruz Sadriddin o’gli
Tekshirdi _____________________________________ ___________
Imzo

Toshkent-2021
O’ZBEKISTON RESPUBLIKASI OLIY VA O’RTA MAXSUS TA‘LIM VAZIRLIGI
TOSHKENT DAVLAT TEXNIKA UNIVERSITETI
Tasdiqlayman
“Lazer texnologiyalari va
optoelektronika’’ kafedrasi
mudiri D.B. Yusupov
2022 yil «___»__________
Kurs loyihasi
“Lazer texnikasi” fani
Guruh: 148-19 LTO
Talaba: Choriyev Feruz
Rahbar: Kamilov Sherzod
TOPSHIRIQ
1.Loyiha mavzusi: Yarimo’tkazgichli metall chegarida kontakt hodisalar.
2.Dastlabki ma‘lumotlar: Yorug’lik diodi, uning tuzilishi va ishlash prinsiplari
3.Kirish
4.Nazariy qism
5.Hisoblash tushuntirish yozuvi

1. 
   

   1	2	3	4		Ximoya

   Grafik qismning tarkibi
   
2. 
   Qo’shimcha ma’lumotlar va ko’rsatmalar
   
3. 
   Kurs ishini topshirish muddati
   
   

Talaba: Choriyev Feruz
Rahbar: Kamilov Sh

Mundarija
Kirish…………………………………………………………………….4
Asosiy qism.
Metall - yarim o‘tkazgich kontakti …………………………………….5
Yarim o‘tkazgich - yarim o‘tkazgich kontakti ………………………11
Metall - metall kontakti.…………………………15
Xulosa……………………………………………………………………
Foydalanilgan adabiyotlar………………………………………..

Kirish
Qattiq jism o'tkazuvchanlik turi bilan farqlanuvchi yoki o‘tkazuvchanlik turi bil xil bo‘lib, solishtirma qarshiligi bilan farqlanuvchi sohalari orasidagi kontakt natijasida hosil bo‘ladigan o‘tkinchi qatlam elektr o‘tish deb ataladi.

Yarimo'tkazgich asboblarda elektron - kovak o‘tish yoki p - n o‘tish deb ataluvchi elektr o‘tishdan keng foydalaniladi.
Taqiqlangan zonalari kengligi teng, ya’ni kimyoviy jihatdan bir xil yarimo‘tkazgich materiallar (masalan, Si yoki GaAs) asosidagi elektr o‘tishlar gomo o‘tish, taqiqlangan zonalari qiymati bir-biridan farqlanuvchi yarimo‘tkazgichlar asosidagi o‘tishlar esa getero o‘tish deb ataladi. Metallarda taqiqlangan zona bo‘lmagani sababli geteroo‘tishlaming xususiy holiga mos, metall — yarimo‘tkazgich deb ataluvchi elektr о ‘tishlar ham elektronikada keng qo‘lIaniladi. Ko‘p yarimo‘tkazgich asboblar va integral mikrosxemalaming ishlash prinsipi elektr o‘tishlaming xususiyatlariga asoslanadi. Muvozanat holatda p-n o‘tish Yarimo‘tkazgich asboblarning aksariyati bir jinsli bo'lmagan yarimo‘tkazgichlar asosida yaratiladi. Xususiy holda, bir jinsli bo‘lmagan yarimo‘tkazgich monokristallning ma’lum sohasi p - turli, boshqa sohasi n - turli o'tkazuvchanlikni namoyon etadi. Yarimo‘tkazgichning p -va n — sohalari chegarasidan ikki tomonda hajmiy zaryad sohasida elektron — kovak o‘tish yoki p-n o‘tish hosil bo‘ladi. Uning ishlash mexanizmini oydinlashtirish uchun n - sohadagi elektronlar va p -sohadagi kovaklar soni bir-biriga teng va har bir sohada oz miqdorda noasosiy zaryad tashuvchilar mavjud deb hisoblaymiz. Xona temperaturasida p — turli yarimo‘tkazgichda akseptor kirishmalar manfiy ionlari konsentratsiyasi Na\ kovaklar konsentratsiyasi pp ga, n - turli yarimo‘tkazgichda esa donor kiritmalar musbat ionlari konsentratsiyasi N /, elektronlar konsentratsiyasi n„ ga teng. p - va n - sohalar chegarasida kovaklar va elektronlar konsentratsiyasi gradienti mavjud bo‘lganligi sababli elektronlaming p - sohaga, kovaklaming n – sohaga diffuziyasi boshlanadi.

Diffuziya natijasida chegara yaqinidagi n - sohada elektronlar konsentratsiyasi qo‘zg‘almas musbat donor ionlari konsentratsiyasidan kamayadi va bu qatlam musbat zaryadlana boshlaydi. Bir vaqtning o‘zida chegaradosh p - sohada kovaklar konsentratsiyasi ham qo‘zg‘ almas manfiy akseptor ionlari konsentratsiyasidan kamayadi va bu qatlam musbat zaryadlana boshlaydi. Bir vaqtning o‘zida chegaradosh p - sohada kovaklar konsentratsiyasi ham qo‘zg‘almas manfiy akseptor ionlari konsentratsiyasidan kamayadi va bu qatlam manfiy zaryad ola boshlaydi (2.1a-rasm). Natijada, chegaradan ikki tomonda qo‘sh elektr qatlam hosil boiadi. Rasmda musbat va manfiy ishoralar bilan belgilangan doirachalar mos ravishda donor va akseptor kiritmalar ionlarini tasvirlaydi. Hosil bo‘lgan qo‘sh elektr qatlami p-n o'tish deb ataladi. Ushbu qatlamda harakatchan zaryad tashuvchilar bo‘lmaydi. Shuning uchun uning solishtirma qarshiligi p - va n - sohalamikiga nisbatan juda yuqori bo‘ladi. Adabiyotlarda bu qatlam kambag‘allashgan yoki i-soha deb ataladi. p - va n - sohalar chegarasidan ikki tomonda joylashgan hajmiy zaryad musbat va manfiy ishoraga ega bo‘Igani sababli p-n o‘tish sohasida kuchlanganligi Ё bo‘lgan ichki elektr maydon hosil qiladi. Ushbu maydon qo‘sh elektr zaryad sohasiga kirgan asosiy zaiyad tashuvchilar uchun tormozlovchi ta’sir qilib, ulaming p-n o‘tish orqali qo‘shni sohaga o‘tishiga qarshilik ko'rsatadi. Potensialning p-n o‘tish yuzasiga perpendikular bo‘lgan X yo‘nalishda o'zgarishi 2.1b-rasmda ko‘rsatilgan. Bu yerda p - va n - sohalar chegarasidagi potensial nol potensialga teng deb qabul qilingan. funksiyasi hamda zaryad tashuvchilaming zonalar bo‘yicha taqsimlanishi bilan birgalikda 2.1 d-rasmda ko'rsatilgan.

p-n o‘tishda voltlarda ifodalangan kontakt potensiallar farqi ga teng bo‘lgan potensial to‘siq yoki kontakt potensiallar farqi hosil bo‘lishi 2.1b-rasmdan ko‘rinib turibdi. U_k qiymati yarimo‘tkazgich taqiqlangan zona kengligi va kiritmalar konsentratsiyasiga bog‘liq bo‘lib, quyidagi ifoda bilan hisoblanadi. . Odatda germaniyli p-n o‘tishlar uchun kontakt potensiallar farqi V ni, kremniylilar uchun esa - 0,7V ni tashkil etadi. p-n o‘tishni hosil qiluvchi Nd va Na kiritmalar konsentratsiyasi texnoiogik chegarada zinasimon o‘zgarsa keskin p-n o'tish yuzaga keladi. Uning kengligi l₀ nafaqat kiritmalar konsentratsiyasiga, balki o‘tishdagi konsentratsiyaning o‘zgarish qonuniyatiga bog‘liq bo‘lib, quyidagi ifoda bo‘yicha topiladi. va mikrometming o‘nlarcha ulushidan bir necha mikrometrgacha bo‘lgan qiymatlarni tashkil etadi. Demak, tor p-n o‘tish hosil qilish uchun yarimo‘tkazgichga yuqori konsentratsiyali kiritmalar kiritish, keng p-n o‘tish hosil qilish uchun esa kiritmalar konsentratsiyasi kichik bo‘lishi kerak. Bu yerda, q - elektron zaryadi, - elektr doimiysi, - yarimo‘tkazgichning nisbiy elektr doimiysi.
Qattiq jism o'tkazuvchanlik turi bilan farqlanuvchi yoki o‘tkazuvchanlik
turi bil xil boiib, solishtirma qarshiligi bilan farqlanuvchi
sohalari orasidagi kontakt natijasida hosil bo‘ladigan o‘tkinchi qatlam

elektr o‘tish deb ataladi. Yarimo'tkazgich asboblarda elektron - kovak
o ‘tish yokip - n o‘tish debataluvchi elektr o‘tishdan keng foydalaniladi.Taqiqlangan zonalari kengligi teng, ya’ni kimyoviy jihatdan birxil yarimo‘tkazgich materiallar (masalan, Si yoki GaAs) asosidagielektr o‘tishlar gomoo‘tish, taqiqlangan zonalari qiymati bir-biridanfarqlanuvchi yarimo‘tkazgichlar asosidagi o‘tishlar esa 
getero o‘tish debataladi. Metallarda taqiqlangan zona bo‘lmagani sababli geteroo‘tishlaming xususiy holiga mos, metall — yarimo‘tkazgich deb ataluvchi
elektr о ‘tishlar ham elektronikada keng qo‘lIaniladi. Ko‘p yarimo‘tkazgich asboblar va integral mikrosxemalaming ishlash prinsipi elektr o‘tishlaming xususiyatlariga asoslanadi. Muvozanat holatda p-n o‘tish Yarimo‘tkazgich asboblarning aksariyati bir jinsli bo'lmagan yarim o‘tkazgichlar asosida yaratiladi. Xususiy holda, bir jinsli bo‘lmagan yarimo‘tkazgich monokristallning ma’lum sohasi p -turli,boshqasohasi n - turli o'tkazuvchanlikni namoyon etadi. Yarimo‘tkazgichning p - va n — sohalari chegarasidan ikki tomonda hajmiy zaryad sohasida elektron — kovak o‘tish yoki p-n o‘tish hosil bo‘ladi. Uning ishlash
mexanizmini oydinlashtirish uchun n - sohadagi elektronlar va
p -sohadagi kovaklar soni bir-biriga teng va har bir sohada oz miqdorda
noasosiy zaryad tashuvchilar mavjud deb hisoblaymiz. Xona temperaturasida


p — turli yarimo‘tkazgichda akseptor kirishmalar manfiy ionlari konsentratsiyasi Na\ kovaklar konsentratsiyasi pp ga, n – turli yarimo‘tkazgichda esa donor kiritmalar musbat ionlari konsentratsiyasi N /, elektronlar konsentratsiyasi n„ ga teng. p - v& n - sohalar chegarasida kovaklar va elektronlar konsentratsiyasi gradienti mavjud bo‘lganligi sababli elektronlaming p - sohaga, kovaklaming n – sohaga diffuziyasi boshlanadi.


Termodinamik muvozanat holatidagi p-n o‘tish.
Diffuziya natijasida chegara yaqinidagi n - sohada elektronlar
konsentratsiyasi qo‘zg‘almas musbat donor ionlari konsentratsiyasidan
kamayadi va bu qatlam musbat zaryadlana boshlaydi. Bir vaqtning
o‘zida chegaradosh p - sohada kovaklar konsentratsiyasi ham qo‘zg‘
almas manfiy akseptor ionlari konsentratsiyasidan kamayadi va bu
qatlam manfiy zaryad ola boshlaydi (2.1a-rasm). Natijada, chegaradan
ikki tomonda qo‘sh elektr qatlam hosil boiadi. Rasmda musbat va
manfiy ishoralar bilan belgilangan doirachalar mos ravishda donor va
akseptor kiritmalar ionlarini tasvirlaydi. Hosil bo‘lgan qo‘sh elektr
qatlami p-n o'tish deb ataladi. Ushbu qatlamda harakatchan zaryad
tashuvchilar bo‘lmaydi. Shuning uchun uning solishtirma qarshiligi p -
va n - sohalamikiga nisbatan juda yuqori bo‘ladi. Adabiyotlarda bu
qatlam kambag‘allashgan yoki i-soha deb ataladi.

p - va n - sohalar chegarasidan ikki tomonda joylashgan hajmiy
zaryad musbat va manfiy ishoraga ega bo‘Igani sababli p-n o‘tish
sohasida kuchlanganligi Ё bo‘lgan ichki elektr maydon hosil qiladi.
Ushbu maydon qo‘sh elektr zaryad sohasiga kirgan asosiy zaiyad
tashuvchilar uchun tormozlovchi ta’sir qilib, ulaming p-n o‘tish orqali
qo‘shni sohaga o‘tishiga qarshilik ko'rsatadi. Potensialning p-n o‘tish
yuzasiga perpendikular bo‘lgan X yo‘nalishda o'zgarishi 2.1b-rasmda
ko‘rsatilgan. Bu yerda p - va n - sohalar chegarasidagi potensial nol
potensialga teng deb qabul qilingan.
Funksiyasi hamda zaryad tashuvchilaming zonalar bo‘yicha taqsimlanishi
bilan birgalikda 2.1 d-rasmda ko'rsatilgan.
p-n o‘tishda voltlarda ifodalangan kontakt potensiallar farqi

 ga teng bo‘lgan potensial to‘siq yoki kontakt potensiallar farqi
hosil bo‘lishi 2.1b-rasmdan ko‘rinib turibdi. Uk qiymati yarimo‘tkazgich
taqiqlangan zona kengligi va kiritmalar konsentratsiyasiga bog‘liq
bo‘lib, quyidagi ifoda bilan hisoblanadi


Odatda germaniyli p-n o‘tishlar uchun kontakt potensiallar farqi
V ni, kremniylilar uchun esa - 0,7V ni tashkil etadi.

p-n o‘tishni hosil qiluvchi N_d va N_a kiritmalar konsentratsiyasi
texnoiogik chegarada zinasimon o‘zgarsa keskin p-n o'tish yuzaga
keladi. Uning kengligi l0 nafaqat kiritmalar konsentratsiyasiga, balki o‘tishdagi konsentratsiyaning o‘zgarish qonuniyatiga bog‘liq bo‘lib, quyidagi ifoda bo‘yicha topiladi.


va mikrometming o‘nlarcha ulushidan bir necha mikrometrgacha
bo‘lgan qiymatlarni tashkil etadi. Demak, tor p-n o‘tish hosil qilish
uchun yarimo‘tkazgichga yuqori konsentratsiyali kiritmalar kiritish,
keng p-n o‘tish hosil qilish uchun esa kiritmalar konsentratsiyasi kichik
bo‘lishi kerak.
Bu yerda, q - elektron zaryadi,   - elektr doimiysi, - yarimo‘tkazgichning nisbiy elektr doimiysi.
2. Nomuvozanat holatda p-n o‘tish