Mavzu: elektronlarning radiatsion tormozlanishi

2. Sig`im usuli. Qulay bo`lgan usullardan biri sig`imning izotermik relaksatsiyasi usulidir.[3B] Bu usulni qo`lash uchun kremniy monokristall namunasida baryer hosil qilish zarur. Buning uchun namunada p-n o`tish tayyorlanadi yoki shottki baryeri hosil qilinadi. Malumki shottki baryeri hosil qilish uchun n-tip o`tkazgichli namunalardan tayyorlangan sirtga oltin qatlami tushiriladi, orqa kontaktiga esa surma tushurilishi mumkin. p-tur o`tkazuvchanli materiallarda esa shottki baryeri surma vositasida amalga oshiriladi , ikkinchi elektrod sifatida namunaning ikkinchi yuzasiga Au yoki Al qatlami tushuriladi. O`lchashlar uchun o`zgaruvchan signalda ishlaydigan maxsus ko`prik (most) asosidagi qurilna qo`llaniladi

Shottki diodida yoki p-n o`tishlarda sig`im o`lchash orqali ionlashgan markazlar kontsentratsiyalarini o`rganish usul moxiyatini ko`raylik.

Yarimo`tkazgich kontakt sohasida elektr maydon kirish chuqurligiuchun Puasson (zaryad uzluksizligi) tenglamasini yechganda quyidagi ifoda kelib chiqadi:

e - elektron zaryadi, n - tok tashuvchilar kontsentratsiyasi.

Ko`rinib turibdiki - elektr maydon kirish chuqurligi kontakt potentsiallar (chiqish ishlari) farqiga to`g`ri proporsional bo`lib, tok tashuvchilar kontsentratsiyasi ko`p bo`lsa kamayar ekan.

Metall-yarim o`tkazgich chegarasida qatlam to`suvchi (berkituvchi) bo`lganda u qo`sh qatlam (kondensator) xususiyatiga ega bo`lib sig`im (to`siq sig`im) ga ega bo`ladi:

Agar p va n sohalarga kuchlanish berilsa bu kuchlanish deyarlik butunlay p-n o`tish sohasiga tushadi, chunki bu soha kambag`allashgan bo`lib buning qarshiligi katta bo`ladi (boshqa sohalarga nisbatan).

p-sohaga musbat va n-sohaga manfiy kuchlanish berilganda to`siq potentsialiga nisbatan qarshi maydon hosil bo`lib potentsial to`siq kamayadi (7-rasm).

Bu holda (7) va (8) ifodalar quyidagicha yoziladi:

Manbaning bunday ulanishi to`g`ri deb yuritiladi, bunda tashqi kuchlanish ortishi bilan p-n o`tish kengligi kamayadi (7a-rasm)

Manba qutblarini teskari ulaganda ya'ni p-sohaga manbaning minus qutbini va n-sohaga manba musbat qutbini ulasa p-n o`tish kengligi ortadi (7b-rasm).

O`tishning bunday kengayishida yoki torayishida p va n sohalardagi hajmiy zaryadlar ham o`zgaradi va p-n o`tishning xossalari kondensator xossalariga o`xshash bo`ladi va uning sig`imi zaryad (yoki to`siq) sig`imi deb yuritiladi. Bu sig`imning kattaligi yassi kondensator sig`imining formulasi yordamida aniqlanishi mumkin. Bu yerda (10) ifodalarni ishlatib ikki xil p-n o`tishning ya'ni: p va n 27

sohalarda zaryad tashuvchilar kontsentratsiyalari bir tartibda va har xil tartibda bo`lgan holatlar uchun sig`imning ifodasini olish mumkin :

Bu ifodalar yordamida ND–bazadagi kontsentratsiyani aniqlash mumkin ((12)-ifodadan),buning uchun bog`lanish tajribada aniqlanadi.

Bu bog`lanishni kuchlanishlar bo`yicha ekstrapolyatsiya qilib φk aniqlanishi mumkin. Agar p-n o`tish chiziqli bo`lsa, bog`lanish o`rinli, bundan NDva φk aniqlanishi mumkin.

Demak, Shottki diodi yoki p-n o`tishlarda sig`im xakteristikalaridan ionlashgan markazlar kontsentratsiyasini aniqlash mumkin.