Diffuziya-bu erkin zaryad tashuvchilarning konsentratsiyasi ko’p o’rindan kam o’ringa ko’chishi hisoblanadi.
Agar asosiy zaryad tashuvchilarning miqdori dN ma’lum bir birlik maydondan diffuzion konsentratsiyaning ta’siridan d5 o’tadigan bo’lsa, u holda quyidagicha aniqlasak bo’ladi:
dN=-Ddndt/dx dn/dx- kontsentratsiya gradienti.
g-koeffitsient diffuziyasi.
(-) - bu diffuziya kontsentratsiya kam tomonga harakatlanadi degani. Diffuzion tok quyidagicha aniqlanadi:
jdif=gdN/dt=-gDdn/dx (2) g-elementar zaryad.
Agar yarimo’tkazgichga ma’lum bir asosiy bo’lmagan primeslar kiritilgan bo’lsa va yarimo’tkazgich R-tip bo’lsa, shu konsentratsiyani belgilasak, u holda vaqt rekombinatsiyasining natijasida n0 -kontsentratsiyasi kamayib boshlaydi va u quyidagicha aniqlanadi:
n=n0+n exp(-t/)
- bu asosiy bo’lmagan zaryad tashuvchilarning yashash vaqti.
2. Yarimo’tkazgichli kristallarning elektro’tkazgichlarning dreyfik zaryad tashuvchilar bo’lib, bunda harakatning yo’nalishi tashqi elektr maydonning ta’siri ostida bo’ladi.
Agar yarimo’tkazgichga E-kuchlaganligi verilgan bo’lsa, u holda noma’lum yo’nalishdagi harakat tezligidan boshqa, ma’lum bir yo’nalishga zaryadlarning harakatlanishi sodir bo’ladi va u quyidagicha munosabatda bo’ladi:
Ev=E
-erkin zaryad tashuvchilarning harakatchanligi. Uning qiymati jadvaldan olinadi.
Tokning zichligi ham harakatchanlikka bog’liq bo’ladi.
j=E=g(nn+pp)E
Harakatchanlik temperaturaga bog’liq o’zgarib turadi. Uni quyidagicha yozsak bo’ladi:
Tokning kuchlanishga bog’liq chizig’ining grafigi VAX deb ataladi.
Asosiy bo’lmagan zaryad tashuvchilarning r-p o’tishidagi diffusion tokining zichligi quyidagicha aniqlanadi:
jndif.=gDndn/dx 81m jpdif.=-gDpdp/dx (1)
Asosiy bo’lmagan zaryad tashuvchilarning dreyflik zichigi esa quyidagicha aniqlanadi:
jndr.=-gnnE0=-g2n(Dn/kT)E0 jp=gppE0=g2p(Dp/kT)E0 (2)
Agar o’tish muvozanat holatida bo’lsa,
jndif=-jndr jpdif =-jpdr u holda elektronlarning oqimi quyidagicha aniqlanadi.
dn/dx=-gnE0/kT
dn/n=-(g/kT)E0dx
al dırkalar ushın
dp/dx=-gpE0/kT
dp/p=-(g/kT)E0dx
Ushbu tenglamadagi o’tishning kengligi Xp va konsentratsiyaning p-sohasidan r-sohasiga o’tganda pp0-dan pr0-ga o’zgaradi, dirka esa rr0-dan rp0-gacha o’zgaradi deb integrallasak:
Bundan
nn0/np0=pp0/pn0=exp(0g/kT) bo’lsa
u holda
np0=n0 exp(-0g/kT)
pn0=pp0exp(0g/kT) bo’ladı.
Yuqorida olingan tenglama asosiy zaryad atsguvchilardan va asosiy bo’lmagan zaryad tashuvchilarning konsentratsiyasining munosabatini ifodalaydi. U holda bundan barer balandligini aniqlaydigan bo’lsak,
Masalan, agar asosiy bo’lmagan zaryad tashuchilarning farqi Ge uchun 25000 marta bo’lsa, nn0=pp0 u holda
np0pn0 ln2500013
Germaniy uchun barer balandligi 0=0.3-0.4 bo’ladı.