O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maxsus ta’limi

1.2. P -n o‘tishning hosil bo‘lishi

Yarim o‘tkazgichli asboblarning ko‘pchiligi bir jinsli bo‘lmagan yarim o‘tkazgichlardan tayyorlanadi. Xususiy xolatda bir jinsli bo‘lmagan yarim o‘tkazgich bir sohasi p–turdagi, ikkinchisi esa n-turdagi monokristaldan tashkil topadi.

Bunday bir jinsli bo‘lmagan yarim o‘tkazgichning p va n – sohalarining ajralish chegarasida hajmiy zaryad qatlami hosil bo‘ladi, bu sohalar chegarasida ichki elektr maydoni yuzaga keladi va bu qatlam elektron – kovak o‘tish yoki p-n o‘tish deb ataladi. Ko‘p sonli yarim o‘tkazgichli asboblar va integral mikrosxemalarning ishlash printsipi p-n o‘tish xossalariga asoslangan.

P-n o‘tish hosil bo‘lish mexanizmini ko‘rib chiqamiz. Soddalik uchun, n– sohadagi elektronlar va p– sohadagi kovaklar sonini teng olamiz. Bundan tashqari, har bir sohada uncha katta bo‘lmagan asosiy bo‘lmagan zaryad tashuvchilar miqdori mavjud. Xona temperaturasida p–turdagi yarim o‘tkazgichda akseptor manfiy ionlarining kontsentratsiyasi N_a kovaklar kontsentratsiyasi p_r ga, n–turdagi yarim o‘tkazgichda donor musbat ionlarining kontsentratsiyasi N_d elektronlar kontsentratsiyasi n_n ga teng bo‘ladi. Demak, p- va n–sohalar o‘rtasida elektronlar va kovaklar kontsentratsiyasida sezilarli farq mavjudligi tufayli, bu sohalar birlashtirilganda elektronlarning p –sohaga, kovaklarning esa n-sohaga diffuziyasi boshlanadi.

Diffuziya natijasida n– soha chegarasida elektronlar kontsentratsiyasi musbat donor ionlari kontsentratsiyasidan kam bo‘ladi va bu soha musbat zaryadlana boshlaydi. Bir vaqtning o‘zida p-soha chegarasidagi kovaklar kontsentratsiyasi kamayib boradi va u aktseptor kiritmasi bilan kompensatsiyalangan ion zaryadlari hisobiga manfiy zaryadlana boshlaydi (8a–rasm). Musbat va manfiy ishorali aylanalar mos ravishda donor va akseptor ionlarini tasvirlaydi.

Hosil bo‘lgan ikki hajmiy zaryad qatlami p-n o‘tish deb ataladi. Bu qatlam

harakatchan zaryad tashuvchilar bilan kambag‘allashtirilgan. Shuning uchun uning solishtirma qarshiligi p- va n–soha qarshiliklariga nisbatan juda katta. Ba’zi adabiyotlarda bu qatlam kambag‘allashgan yoki i – soha deb ataladi.

Hajmiy zaryadlar turli ishoralarga ega bo‘ladilar va p-n o‘tishda kuchlanganligi



^E ga teng bo‘lgan elektr maydon hosil qiladilar. Asosiy zaryad tashuvchilar uchun

bu maydon tormozlovchi bo‘lib ta’sir ko‘rsatadi va ularni p-n o‘tish bo‘ylab erkin harakat qilishlariga qarshilik ko‘rsatadi. 8 b-rasmda o‘tish yuzasiga perpendikulyar bo‘lgan, X o‘qi bo‘ylab potentsial o‘zgarishi ko‘rsatilgan. Bu vaqtda nol potentsial sifatida chegaraviy soha potentsiali qabul qilingan.

8. 
   – rasm
   

Rasmdan ko‘rinib turibdiki, p-n o‘tishda voltlarda ifodalanadigan kontakt

potensiallar farqiga ^U_K

 _n  _p

teng bo‘lgan potentsial to‘siq yuzaga keladi. U_K

kattaligi dastlabki yarim o‘tkazgich material ta’qiqlangan zona kengligi va kiritma kontsentratsiyasiga bog‘liq bo‘ladi. p-n o‘tish kontakt potensiallar farqi: germaniy

uchun ^U_K ^ 0,35 V, kremniy uchun esa = 0,7 V.

^{P-n o‘tish kengligi l}0

^UK ga proportsional bo‘ladi va mkmning o‘nlik yoki

birlik qismlarini tashkil etadi. Tor p-n o‘tish hosil qilish uchun katta kiritma ^{kontsentartsiyasi kiritiladi, l}0 ^{ni kattalashtirish uchun esa kichik kiritmalar} kontsentratsiyasi qo‘llaniladi.

U  ^UR

i _q