Mavzu: yarim o’tkazgich ham o’tkazgich tok tashuvchilar va ulardagi farq

Boyitilgan kontaktlar. Yarimo’tkazgichning chiqish ishi metallning chiqish ishidan katta bo’lgan, yahni sharoitda metall-yarimo’tkazgich kontaktinin qarab chiqamiz. Bu holda yarimo’tkazgichni tashlab ketish uchun elektron metallga nisbatan yuqoriroq potentsial to’siqni yengib o’tishi zarur. Demak, yarimo’tkazgichdan metallga o’tadigan elektronlar oqimi metalldan yarimo’tkazgichga o’tadigan elektronlar oqimidan yetarlicha kam bo’ladi. Bu o’z navbatida yarimo’tkazgichning chegara oldi qatlamida elektronlar kontsentratsiyasining uning hajmidagiga nisbatan ko’p to’planishiga olib keladi, yahni chegara oldi qatlami elektronlar bilan boyitiladi. Bu holda boyitilgan qatlam chuqurligi, xuddi kambag’allashgan holdagi kabi, bir necha yuz atom qatlamini o’z ichiga oladi. Yarimo’tkazgich qalinligi bo’yicha elektronlar kontsentratsiyasi taqsimotini bu holda quyidagi ko’rinishda yozilishi mumkin:
(19)
hajmiy zaryad zichligi esa
(20)

ko’rinishida yoziladi, bu yerda n₀–yarimo’tkazgich chuqurligida elektronlarning muvozanatli kontsentratsiyasi, n(x)-kontakt maydon ta’sirida elektronlar kontsentratsiyasining o’zgarishi. Bu holda Puasson tenglamasi quyidagi ko’rinishni oladi:

(21)
Xuddi kambag’allashgan soha holidagi kabi (2-3)kT bo’lsin, bu holda (21) ifodada eksponentani o’z ichiga olgan had birdan yetarlicha katta bo’ladi va Puasson tenglamasi quyidagi ko’rinishda yozilishi mumkin:
(22)
(22) tenglamaning ikkala tomonini ham d ga ko’paytirib va bu o’zgaruvchi bo’yicha x da shartni hisobga olib integrallashni amalga oshirsak, quyidagi ifodani olamiz:





6-rasm. Boyitilgan kontaktlarda yarimo’tkazgichning zonalar diagrammasi (a) va elektronlar kontsentratsiyasi taqsimoti


(23)
So’ngra o’zgaruvchilarni bo’laklab, (23) ifodani ikkala qismini integrallab, boyitilgan kontaktlar holida yarimo’tkazgichda elektronlar potentsial energiyasining koordinataga bog’lanishini ifodalovchi bog’lanish grafigining ifodasini olamiz:



bu yerda  kattalik quyidagi ko’rinishda aniqlanishi mumkin:

 = (24)

bo’lgan kattalik.
Olingan ifodadan ko’rinadiki, yarimo’tkazgichning chegara oldi qatlamlari asosiy zaryad tashuvchi bilan boyitilgan holda, metall-yarimo’tkazgich kontaktida yarimo’tkazgichdagi elektronlar potentsial energiyalari taqsimoti logarifmik funktsiya orqali yozilar ekan. Bu holda kontakt maydonning yarimo’tkazgichga kirish chuqurligi muvozanat holida xuddi shu sharoitdagi kambag’allashgan kontaktlardagi nisbatan yetarlicha kichik bo’lar ekan. Bunday kontaktlar antiyonuvchi kontaktlar deb yuritiladi. I-jadvalda eng ko’p ishlatiladigan yarimo’tkazgichli asboblarda metall-yarimo’tkazgich kontakti uchun kontakt potentsiallar farqining tajribada olingan qiymatlari keltirilgan.

1-jadval