Reja: Metall-yarimo‘tkazgich xossalari

k Xм Xя

Metall sirtida to‘plangan elektronlar, binobarin, kontaktida hosil bo‘lgan maydon ham uning ichkarisiga deyarli kirmaydi. Demak, mazkur maydon yarimo‘tkazgichning sirtiga yaqin qatlamda joylashgan bo‘ladi.
Bu qatlamning kengligi kontaktda_k kontakt potensiallar ayirmasi hosil qilish uchun mazkur yarimo‘tkazgichdan qancha elektronni metall sirtiga o‘tkazish kerakligini aniqlaydi. Chunki metallga o‘tgan eleketronlar yarimo‘tkazgichning sirt qatlamidan ketgan va bu qatlamda kirishma ionlardan iborat hajmiy zaryad va u bilan bog‘liq elektr maydon hosil bo‘ladi. Bu qatlamda elektron zichligi kamayadi va energiya sohasi yuqoriga egrilanadi. Binobarin, yarimo‘tkazgichning hajmidagi
n₀ va sirtidagi n elektronlar zichligi orasida nn₀ exp(_k /kT)
bog’lanish bor.
Bunday qatlamning solitshtirma qarshiligi katta va uni berkituvchi qatlam
deyiladi. Agar ^X_м ^X_я bo‘lsa, ya'ni metallning chiqish ishi
yarimo‘tkazgichnikidan kichik bo‘lsa, u holda J_я ^J_м va metall sirti musbat zaryadlangan, yarimo‘tkazgich sirt qatlami manfiy zaryadlangan bo‘ladi. binobarin, yarimo‘tkazgich sirt qatlamida (metalldan o‘tgan elektronlar hisobiga) elektronlar zichligi ortib ketadi, energiya sohasi pastga egrilanadi(6-rasm,b). Bunday kontakt qatlamning solishtirma qarshiligi kichik bo‘ladi va uni antiberkituvchi (berkitmovchi) qatlam deyiladi.
Berkituvchi qatlamli metall-yarimo‘tkazgich kontaktlari o‘zgaruvchan tokni to‘g‘rilagichlari bo‘lib xizmat qila oladi.
Bitta moddaning turli o‘tkazuvchanlikka ega bo‘lgan sohalarning chegarasi ham ajoyib xossalarga ega bo‘ladi.
Bu hossalar yarimo‘tkazgichlar elektronikasining juda tez rivojlanib ketishiga sabab bo‘lgan asosiy omildir.
Faraz qilaylik, bir modda kristallning р-tur va n tur o‘tkazuvchanlikka ega bo‘lgan ikki sohasi bir-biriga tutashgan bo‘lsin(12-rasm,a). Bu holda erkin elektronlari ko‘p n tur sohaning chegaraga yaqin qatlamidan elektronlar p-tur sohaga, p-tur sohadan n tur sohaga kovaklar diffuziyalanadi. Bu diffuziyalangan harakatchan zaryad tashuvchilar aslo chegara yaqinidagi sohada to‘xtab qolmaydi, balki p-tur va n tur sohalar ichkarisida rekombinasiyalanib g‘oyib bo‘ladi. Ikkala ptur soha n tur sohadagi qatlamlarda, asosan mos ravishda, harakatsiz akseptor va donor ionlari qoladi. Bu p-tur soha bilan tur soha chegarasidagi vujudga kelgan soha
(qatlamni) p- o‘tish yoki elektron-kovak o‘tish deyiladi. Bu soha asosan manfiy akseptor va musbat donor ionlaridan iborat hajmiy zaryad sohasi bo‘lib, undagi elektr maydon kuchlanganligi n tur sohadan p-tur sohaga tomon yo‘nalgan bo‘ladi(12-rasm,b). Bu maydon ta'sirida vujudga kelgan zaryadlar oqimi diffuzion oqimlarga teng bo‘lganda p-o‘tish elektr maydoni o‘zining muvozantiy qiymatiga erishadi.

12-rasm. p-n-o‘tish va uning ichki elektr maydoni
Quyida p-n o‘tishning asosiy xossalarini sanab o‘tamiz:

1. 
   p- o‘tish p-tur va n tur o‘tkazgichlarga ega bo‘lgan ikki sohaning chegarasida paydo bo‘ladigan soha (qatlam) dir. Bu sohaning bir qismi, umuman aytganda p-tur sohada, boshqa qismi n tur sohada yotadi.
   
2. 
   p- o‘tish sohadan harakatchan elektronlar va kovaklar ketib qolganligi
   

(diffuziya tufayli) sababidan, unda qolgan qo‘zg‘olmas akseptor (manfiy) va donor (musbat) ionlar hajmiy zaryad hosil qiladi.

3. 
   p- sohadagi hajmiy zaryad hisobiga elektr maydon vujudga keladi. Bu elektr maydon elektronlar va kovaklarning diffuzion oqimiga qarshi ularning dreyf oqimlarini hosil qiladi. Muvozanat sharoitida diffuzion va dreyf oqimlar teng bo‘ladi. tok kuchi nolga teng bo‘ladi.
   
4. 
   Tokdagi qatnasha oladigan erkin zaryadlar p- o‘tishda juda kam (p-tur
   

va n tur sohalar hajmidagina minglarcha marta kam) bo‘ladi. binobarin, p- o‘tishning solishtirma qarshiligi juda katta bo‘ladi.

5. 
   p- o‘tishda elektr maydon bilan bog‘liq bo‘lgan potensial koordinata funksiyasi bo‘ladi. Uning p- o‘tish chetlari orasidagi qiymatlari ayirmasi kontakt potensiallar ayirmasi yoki potenisal to‘siq balandligi ^pn ni aniqlaydi.
   

Elektr maydon tur sohadan p-tur sohaga tomon yo‘nalganligi sabali p- o‘tish soha elektonlari uchun p-tur sahaga o‘tishga, p-tur soha kovaklari uchun tur sohaga o‘tishga to‘siq bo‘ladi. Endi p-n o‘tishli tizimga tashqi manbadan kuchlanish berilgan bo‘lsin. Bunda p- o‘tishning qarshiligi p-tur va n-tur sohalarnikidan ancha katta bo‘lganligi sababli deyarli butun kuchlanish p- o‘tish sohasiga to‘g‘ri keladi.
Kuchlanishning ikki yo‘nalishi bo‘lishi mumkin.

1. 
   Agar tashqi kuchlanish manbaning musbat qutbi p-tur sohaga, manfi qutbi tur sohaga ulangan bo‘lsa (to‘g‘ri kuchlanish), u vaqtda p- o‘tishda hosil bo‘lgan elektr maydon, ya'ni p-tur sohadan n tur sohaga yo‘nalgan maydon r- o‘tishning o‘z maydoniga teskari yo‘nalgan bo‘ladi. Binobarin, potensial to‘siq r-tur sohadan p-tur sohaga kovaklarning oqimi vujudga keladi. Bu esa r-tur sohadan p-tur sohaga tomon tok oqa boshlaydi, demakdir. Bu tok to‘g‘ri tok deyiladi(13-rasm,a).
   
2. 
   Agar tashqi kuchlanish manbaning musbat qutbi p-tur sohaga, manfiy
   

qutbi r-tur sohaga ulansa (teskari kuchlanish), u vaqtda p- o‘tishda hosil bo‘lgan maydon p-tur sohadan p-tur sohaga yo‘nalgan bo‘lib, p- o‘tishning o‘z maydoni bilan bir xil yo‘nalgan bo‘ladi. Binobarin, bu sohada maydon katta bo‘lib qoladi va posential to‘siq ortadi. Natijada n-tur sohadan p-tur sohaga elektronlarning, p-tur sohadan n-tur sohaga kovaklarning oqimi kamayadi, teskari yo‘nalishdagi oqimlar (ular kichik) doimiyligicha qolgani uchun n-tur sohadan n-tur sohaga yo‘nalgan kichik tok oqib turadi. Uni teskari tok deyiladi(13 – rasm,b).


13-rasm. To‘g‘ri(a) va teskari(b) kuchlanish ta'siridagi r-p-o‘tish.
Uncha kattta bo‘lmagan kuchlanishlar (toklar) sohasida bajarilgan

hisoblashlar orqali p-n o‘tishning	vol'tamper harakteristikasi	uchun