Ma’ruza. Yarimo‘tkazgichlarning elektrofizik xossalari. Yarimo‘tkazgichlarda kontakt xodisalari. Reja

Shottki diodi deb potensial bareri metall - n yarimo‘tkazgich orasidagi elektr o‘tish hisobiga hosil bo‘luvchi diodlarga aytiladi.
Shottki diodi qator afzalliklarga ega. Ularning ichida eng muhimi diodning yuqori tezkorligi. Ularga to‘g‘ri siljitish berilganda elektronlarning metallga injeksiyasi yuz berishi va u yerda 10^-12 ÷ 10^-13 sek davomida ortiqcha energiyasini sochishi, hamda termodinamik muvozanat holatga o‘tishlari hisobiga yuzaga keladi.
Shottki diodlarini hosil qilishda yarimo‘tkazgich sifatida n- kremniydan, metall sifatida esa, Al, Au, Mo va boshqalardan foydalaniladi. Bunday diodlarda diffuziya sig‘imi nolga teng, barer sig‘imi esa 1 pF dan ortmaydi.
Tunnel diod deb, aynigan yarimo‘tkazgichlar asosida hosil qilingan, teskari va kichik to‘g‘ri kuchlanish ta’sirida zaryad tashuvchilarning tunellashuvi hamda VAXsining to‘g‘ri shahobchasida manfiy differensial qarshilikli soha kuzatiladigan elektron asboblarga aytiladi.
Tunnel diodlar tuzilishi boshqa diodlarnikidan deyarli farq qiylmaydi, lekin ularni hosil qilish uchun kiritmalar konsentratsiyasi 10²⁰ sm^-3ni tashkil etuvchi yarimo‘tkazgichlardan (GaAs yoki Ge) foydalaniladi.
Agar tunnel diodga to‘g‘ri yo‘nalishda kichik kuchlanish berilsa, elektronlar o‘tkazuvchanlik zonadan qarshisidagi valent zonaning bo‘sh sathlariga tunnel ravishda o‘tadi (11-a rasm). To‘g‘ri siljituvchi kuchlanish qiymati ortishi bilan to‘g‘ri tunnel tok ortib boradi va o‘tkazuvchanlik zonadagi elektronlarning maksimal konsentratsiyasi valent zonadagi bo‘sh sathlarning maksimal soniga teng bo‘lganda eng yuqori qiymatga erishadi (311-b rasmda diod VAXning OA qismi).

a) b)

11-rasm. Tunnel diodning energetik diagrammasi (a) va VAXi (b).

To‘g‘ri siljituvchi kuchlanish qiyimati yana ham ortishi bilan W_C va W_V sathlarning bir-birini qoplashi kamayadi, natijada tunnel tok qiymati kamayadi, W_C sath W_V sathning ro‘parasiga kelganda elektronlarning tunnelashuvi to‘xtaydi (3.11-b rasmda diod VAXning AV sohasi). Bunda to‘g‘ri tok nolgacha kamaymaydi, chunki to‘g‘ri siljituvchi kuchlanish qiymati ortishi bilan diffu-ziya toki orta boshlaydi.

VAX nochiziqli bo‘lganda, uning har bir kichik sohasi to‘g‘ri chiziq sifatida qaralib, xarakteristikaning ushbu nuqtasi uchun differensial qarshilik kiritiladi . Agar xarakteristikada kuchlanish ortishi bilan tok kamayadigan (tushuvchi) soha mavjud bo‘lsa, ushbu sohada differensial qarshilik manfiy (R_D<0) qiymatlarga ega bo‘ladi.
Tunnel diod VAXi 11-b rasmda keltirilgan. Xarakteristikaning AV sohasi manfiy differensial qarshilikka egaligi bilan ifodalanadi. Agar tunnel diod elektr zanjir tebranish konturiga ulansa, kontur parametrlari va manfiy differensial qarshilikning qiymatlari orasidagi ma’lum munosabatlarda ushbu zanjirda signallarni kuchaytirish yoki generatsiyalash imkoniyati yuzaga keladi. Tunnel diodlar asosan, 3–30 GGtsgacha chastotalar diapazonida ishlatiladi (12-a rasm).
a) b)

12-rasm. Tunnel diodining ulanish sxemasi (a) va

o‘girilgan diod VAXi (b).


Potensial to‘siq balandligi diod n - va p – sohalarining konsentratsiyalariga bog‘liq. Yuqori konsentratsiyali (yuqori legirlangan) p-n o‘tish sohalaridan birida legirlash darajasi kamaytirilsa, p-n o‘tishga kuchlanish berilmagan holda, W_Cn va W_Vp sathlar bir xil balandlikda yotishiga erishish mumkin. Bunday holda p-n o‘tish to‘g‘ri siljitilganda tunnel tok hosil bo‘lmaydi va VAXning to‘g‘ri shahobchasi diffuziya toki hisobiga hosil bo‘ladi. Ushbu diodlarning teskari shahobchasi elektronlarning tunnellanishi bilan aniqlanadi (12-b rasm) va ular o‘girilgan diod deb ataladi. Ular tunnel diodlarning bir ko‘rinishi bo‘lib, radiotexnik qurilmalarda detektorlar, signallar sathi past bo‘lganda, aralashtirgich sifatida hamda kalit qurilmalarda ishlatiladi.
Nazorat savollari

1. Stabilitronlarda elektr teshilishning qaysi turi ishla-tiladi?

2. Diodlarning qanday turlarini bilasiz? Ularning shartli belgilanishini chizing.
3. Diod yordamida to‘g‘rilash effekti nimadan iborat?
4. Varikap deganda nima tushuniladi va u qayerda qo‘llaniladi?
5. Elektr zanjirda stabilitron qanday qilib chiqish kuchlani-shini stabillashtiradi?
6. To‘g‘rilovchi va tunnel diodlar ishlash mexanizmidagi farq qiluvchi xususiyatlar nimadan iborat?