Zaryad tashuvchilar p-n, n-p Zaryadlarning saqlanish qonuniga muvofiq yarimo‘tkazgich elektr neytral bo'lishi, ya’ni yarimo'tkazgichdagi barcha zaryad tashuvchilar yig‘indisi nolga teng boMishi kerak. Shuning uchun lokal elektr neytrallik sharti umumiy ko'rinishda quyidagicha yoziladi: p + N j = n + N ; . (1.15) Bu yerda: N / va Na~ — donor va akseptor kiritmalar ionlari konsentratsiyasi. (1.14) va (1.15) tenglamalar yordamida barcha zaryad tashuvchilar konsentratsiyasi aniqlanishi mumkin. Hajmi 1 sm3 bo'lgan n — yarimo‘tkazgich uchun elektr neytrallik shartini yozamiz n„ ~ P n + N+d > N,) yarimo‘tkazgichlar uchun (pn) ga teng bo ‘ladi. Natijada n — yarimo‘tkazgichning birlik hajmida, vaqt birligida p n / r p kovaklar generatsiyalanib р/тр kovaklar rekombinatsiyaga uchraydi. Kovaklar konsentratsiyasining o'zgarish tezligi dp _ p - p n www.ziyouz.com kutubxonasi bo'ladi. Bu yerda minus ishora nomuvozanat konsentratsiya vaqt o‘tishi bilan kamayishini ko'rsatadi. p — yarimo‘tkazgichdagi elektronlar uchun ham shunday ifodani yozish mumkin. {p -pn) nomuvozanat kovaklar konsentratsiyasi deyiladi. (1.23)ning yechimi quyidagicha bo'ladi: (p - P. ) = (Po - P. )eXP (- t l T . ) ’ ( 1-24) bu yerda: p0 — boshlang'ich vaqtdagi (t=0 bo'lgandagi) konsentratsiya. injeksiya natijasida noasosiy zaryad tashuvchilarning nomuvozanat konsentratsiyasi eksponensial qonunga muvofiq kamayadi. Nomuvozanat zaryad tashuvchilarning yashash vaqti t= rp davomida konsentratsiya e=2,7 marta kamayadi. Yarimutkazgichlarda temperatura. Fermi sathi Absolut noldan farqli temperaturalarda yarimo'tkazgichda elektronkovak juftliklarining generatsiya va rekombinatsiyasi hamda kiritmalar atomlarining ionlashuvi va neytrallashuvi sodir bo'ladi. Bunda elektronlar W energiyali u yoki bu energetik sathlarni egallaydilar. Muvozanat holatda ( ^ c o n s t ) o'tkazuvchanlik elektronlari va kovaklarining o'zgarmas konsentratsiyalari yuzaga keladi. Kvant statistikasiga muvofiq elektron W energiyali sathni to'ldirish ehtimolligi Fermi-Dirak taqsimot qonuniga ko'ra aniqlanadi: www.ziyouz.com kutubxonasi Ushbu qonunda к — Bolsman doimiysi, T — tizimning absolut temperaturasi, WF — Fermi sathi energiyasi. W =W F boiganda f(W F)= 0,5 ekanligi ko‘zga tashlanib turibdi.
Mos ravishda, \ l-f(W )\ ifoda valent zonadagi W energiyali sathning t o ‘ldirilm aslik ehtimolligini, ya’ni kovak hosil bo'lish ehtimolligini anglatadi.
O'tkazuvchanlik zonadagi elektronlar konsentratsiyasi n va valent zonadagi kovaklar konsentratsiyasi p quyidagi ifodalardan foydalangan holda topiladi bu yerda: Nc, Nv — mos ravishda o'tkazuvchanlik va valent zonalardagi energetik holatlarning effektiv zichligi. (1.6) va (1.7) integrallar elementar funksiyalar orqali yozilmaydi. Odatda ishlatiladigan yarimo'tkazgichlarda ^taqiqlangan zonada joylashadi va shuning uchun (1.5) ifodaning maxrajidagi bimi e ’tiborga olmasa bo'ladi. Bunda zaryad tashuvchilaming energetik holatlar bo'yicha taqsimlanishini ifodalovchi Fermi — Dirak funksiyasi Maksvell — Bolsmanning klassik taqsimotiga mos keladi: Bunday yarimo'tkazgichlar aynimagan yarimo'tkazgichlar deb ataladi
Fermi sathi 2kT ga yaqin bo'lib, zonalar chegaralari yaqinida yoki zonalar ichida joylashsa, faqat (1.5) ifodadan foydalanish kerak. Bunday yarimo'tkazgich aynigan yarimo'tkazgich deb ataladi. Yarimo'tkazgichlarda aynish kiritmalar konsentratsiyasi juda yuqori (1019 — 1020 sm-3) bo'lganda sodir bo'ladi. Aynigan yarimo'tkazgichlar, xususan, tunnel diodlarni hamda tunnel teshilishga ega stabilitronlarni hosil qilishda ishlatiladi: n= \ N cf ( W ) d W ■ (1.6) P= \N r[ l ~ f m \ d W . (1.7) (1.8) www.ziyouz.com kutubxonasi Bu yerda: mn va mp — elektron va kovaklarning effektiv massalari; h — Plank doimiysi. T— 300K da Nc va N v larning qiymatlari kremniy va germaniy uchun taxminan 1019 sm_3ni tashkil etadi. (1.6) va (1.7) ifodalarda (1.5 )ni q o ‘llab va integrallab EZTlar konsentratsiyasini topamiz: n ~ N c exp p = N v exp Wc - W , kT WF -',Vv kT Elektronlar va kovaklar konsentratsiyalari ko‘paytmasi Wc - W y np = NCN V exp
Mavzu:Stabilitron
Reja:
I.Stabilitron
II.Stabilitronlarda toki oqishi
III. Stabilitron (KTK) hisoblash
