«Fizika oqıtıw metodikası» páninen «Fizikadan másele sheshiw sabaqları hám olardıń áhmiyeti»

2.2. Yarım ótkizgishler temasına tiyisli máseleler sheshiw metodikası
Yarım ótkizgishler teması maydanınan sapaǵa tiyisli máseleler sheshiledi. Bunda yarım ótkizgishlerdiń túrli tarawlarda qollanılıwı, sonıń menen birge yarım ótkizgishlerdiń elektr qásiyetlerrin xarakterleytuǵın fizikalıq shamalar arasındaǵı baylanısıwdıń analiz etiliwine tiyisli máseleler úlken orın iyeleydi.
Yarım ótkizgishlerde zaryad tasiwshilar statistikası
1. Temperaturası T=300 K hám donorlar koncentraciyası N_D=5•10 ^-16 sm^-3, hámme qospası ionlanǵan germaniy kristalında Fermi ko’leminiń ótkizgish zonasınıń tu’bine salıstırǵanda jaǵdayin tabıń.
Beriliwi:
T=300 K
N_D=5•10 ^-16 sm^-3
Tabıw kerek: F-?
Sheshiliwi: Qospalardıń tolıq ionizatsiyalaniwinda elektroneytral teńlemesi tómendegishe jazıladı :
(1)
Bul jaǵdayda Fermi sadhi tómendegi ańlatpa boyınsha tabıladı :
(2)
Esaplawdı ańsatlastırıw ushın úlkenligin bahalaymiz. T=300 K temperaturada germaniyda n_i=2,5·10¹³ sm^-3. Bunnan <<1, ol jaǵdayda (2) ańlatpadan
(3)
ekenligin tabamız. N_C ni bolsa
(4)
formuladan esaplab tabamız hám Fermi sadhini anıqlaymız. F= -0,139 ev.
Yarım ótkizgishte zaryad tasıwshılardıń rekombinatsiyasi
1. n-Ge de N_t=5•10¹²sm^-3 hám rekombinatsiya oraylarına iye. Teń salmaqlılıqta kishi τ=10^-4 s iyiwde, T=300K temperaturada elektronlar hám geweklerdi ustap alıw kesimi birdey. Salıstırma qarsılıq ρ=5 Om•sm. Ustap alıw kesimi S ni tabıń.
Beriliwi:
Nt=5•10¹² sm^-3
τ=10^-4 s
T=300 K
ρ=5 Om•sm
Tabıw kerek: S -?
Sheshiliwi: Kishi qózishlarda
(5)
formulasınan paydalanıp :
(6)
formulasıga iye bolamız.
Bul jayǵa kirgen koncentraciyalardı esaplaymiz:
sm^-3 (7)
sm^-3 (8)
sm^- (9)
Bunnan
(10)
(11)
Teń salmaqlılıqta bolmaǵan zaryad tasıwshılardıń diffuziyasi hám ıǵıwı
1. Dn=3,65 sm²/s, n=10¹⁸ sm^-3, ekenligi belgili bolsa, ol jaǵdayda aralasmasi bar yarım ótkizgishdegi elektronlardıń jıldamlıǵın anıqlań. Elektronlar koncentraciyası ańlatpasınan tabıladı. Yarım ótkizgish termodinamik teń salmaqlılıq jaǵdayında jaylasqan.
Beriliwi:
D_n=3,65 sm²/s
n=10¹⁸ sm^-3

Tabıw kerek: μ_n -?
Sheshiliwi: Jıldamlıqtı tómendegi formuladan tabamız :
(12)
(13)
Qospalı yarım ótkizgishde ótkizgishlik zonası tubining φ shamaǵa jılısıwı esabınan elektronlar koncentraciyasın ańlatpasın qollanıp :
(14)
jazamız. Bunnan
(15)
Bul nátiyjeni jıldamlıq ańlatpasına qoyıp, tómendegine iye bolamız :
(16)
(1) formuladan (E_n-F-φ) úlkenligin anıqlap, tómendegi nátiyjeni alamız :
304 sm²/(V·s) (17) [6; 73-81b.]