Mavzu: muvozanat va nomuvozanat holatlardagi zaryad tashuvchilar

1- rasm. Nomuvozanatiy zaryad tashuvchilar relaksasiyasi: I — o’sish sohasi; II — rasayish sohasi.

Quyida ikki muhim holni qarab chiqamiz.

a) CHizig’iy rekombinasiya. Bu holda yoruglik intensivligi kichik, ya’ni generasiyalash tezligi yetarlicha kichik, rekombinasiyalanish tezligi esa nomuvozanatiy zaryad tashuvchilar konsentrasiyasining birinchi darajasiga prororsional bo’ladi deb faraz qilinadi. Keyingi faraz, (14) ga muvofiq, yashash vaqti nomuvozanatiy tashuvchilar konsentrasiyasiga bog’liq bo’lmaydi demakdir. Bu holni amalga oshish shartlari: bir turdagi rekombinasiyalanish markazlari (ushlagichlari) mavjud, ularning p_n, yoki n_k konsentrasiyasi yetarlicha katta va yoritish darajasiga bog’liq emas ((12) va (13) formulalarga qarang).
Nomuvozanatiy zaryad tashuvchilar (aniqlik uchun elektronlar) konsentrasiyasining birlik vaqt ichida o’zgarishini (15) tenglama tavsiflaydi. Qaralayotgan holda τ_n= sonst; t = 0 raytda Yarimo’tkazgich namunasi doimiy intensivlikli yorug’lik bilan yoritilayotgan bo’lsin. U holda (15) tenglamaning boshlanFich Δn(t = 0) =0 shart o’rinli bo’lgan holdagi yechimi:
Δn=τ_n/[1-exr(-t/τ_n)] (22)
t→∞ bo’lganda:
Δn(t→∞)=τ_n/Δn_st (23)
(22) ifoda nomuvozanat holatdagi elektronlar konsentrasiyasining, binobarin, nomuvozanatiy o’tkazuvchanlik mos tashkil etuvchisining o’sish chiziFini tavsiflaydi. Yoritish boshlanganidan biror τ_n tartibdagi vaqt o’tgach konsentrasiyaning Δn_st qiymatiga erishiladi.
Endi t = 0 vaqtda namunaning yoritilishi to’xtatiladi, deb faraz qilaylik. Bu holda (15) tenglama
dΔn/dt=-Δn/τ_n (24)
ko’rinishni oladi va Δn(0) =Δp_sg=aτnI boshlang’ich shartni e’tiborga olganda
Δn(t)=τ_n/exr(-t/τ_n) (25)
yechimga kelamiz. Bu ifoda nomuvozanatiy elektronlar konsentrasiyasining rasayish chiziFini tasvirlaydi. Yoritish to’xtatilgan raytdan biror (τ_n tartibdagi) vaqt o’tgach nomuvozanatiy elektronlar amalda yo’q bo’ladi. Ana shunday mulohazalar nomuvozanatiy kovaklar uchun ham takrorlash mumkin.
Nomuvozanatiy o’tkazuvchanlikning o’sish va rasayish chiziklari yordamida τ_n va τ_r yashash vaqtlarini aniqlash mumkin.
b) Kvadratik (zonalararo) rekombinasiya. Bu holda rekombinasiya tezligi Yarimo’tkazgich dagi nomuvozanatiy zaryad tashuvchilar konsentrasiyasi kvadratiga prororsional bo’ladi. Bu holning amalga oshish sharti: o’tkazuvchanlik zonasidagi elektronlar va valent zonadagi kovaklar konsentrasiyalari bir xil, rekombinasiya elekronlarning o’tkazuvchanlik zonasidan bevosita valent zonaga o’tishi ko’rinishida yuz beradi. Bu holda rekombinasiya tezligi
p_n=γ(Δn)² (26)
bo’lib, (25) tenglama
dΔn/dt=I-γ(Δn)² (27)
ko’rinishni oladi. Bu tenglamani doimiy intensivlikli yoritishning boshlanish va to’xtatilish hollari uchun yechsak, nomuvozanatiy konsentrasiyaning o’sish va rasayish jarayonlarini tavsiflovchi quyidagi ifodalapn,i olamiz:
(o’sish), (28)
(rasayish). (29)
Bu holda relaksasiya jarayonining vaqt doimiysi sifatida yashash vaqti tushunchasini kiritish mumkin emas, chunki u jarayon davomida uzluksiz o’zgarib boradi. Bu yerda oniy yashash vaqti to’g’risida garirsa bo’ladi, u har bir onda muayyan qiymatga va muayyan ma’noga ega bo’ladi.

XULOSA
Kurs ishini bajarish jarayonida to‘plangan nazariy, amaliy ma’lumotlar va bajarilgan ish natijalarga ko‘ra shunday xulosalarga kelish mumkin:
1. “Yarimo‘kazgichlar va dielektrklar fizikasi” kursining “Yarimo‘kazgichlar fizikasi” qismi boyicha to‘plangan asosiy atama va tushunchalar tizimlashtirilib,400 ga yaqin atama va tushunchalardan iborat izohli lug’at-glossariy tayyorlandi.
2. “Yarimo‘tkazgichlar fizikasi”dan yaratilgan glossariy fanning asosiy boblarini qamrab olgan bo‘lib, alohida mavzular tushunchalar mohiyatini yoritib beruvchi rasmlar bilan to‘ldirilgan vaunga fan boyicha zarur fizikaviy doimiyliklar hamda elementar yarimo‘tkazgichlar kremniy va germaniyning asosiy elektrofizikaviy parametrlari ham kiritilgan.
3. “Yarimo‘tkazgichlar fizikasi”dan yaratilgan glossariyning elektron varianti ham yaratilgan bo‘lib, uning imkoniyatlari talabalarning fanga bo‘gan qiziqishlarini orttirib, shu fan asoslarini o‘zlashtirishlarini osonlashtiradi va vaqtlarini tejashga xizmat qiladi.
4. “Yarimo‘tkazgichlar fizikasi”dan yaratilgan glossariyni talabalarga “Yarimo‘kazgichlar va dielektrklar fizikasi” hamda “Qattiq jismlar fizikasi” fanlari asoslarini o‘rganishda foydalanishlari uchun tavsiya etish mumkin.
Ushbu Kurs ishida Yarim o‘tkazgichlarning xususiy o‘tkazuvchanligi mavzusini o‘tishda topshiriqni bajarilish tartibini ko`rsatish, muammolarni hal qilish va analitik mohirlikka o`rgatish,texnika xavfsizligini o`rgatish, texnik vositalar va asboblar bilan ishlashni o`rgatish shu kabi usullar bayon etildi.