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

1.4. P-n o‘tishning volt – amper xarakteristikasi (VAX)

P-n o‘tish tokining unga berilayotgan kuchlanishga bog‘liqligi I=f(U) volt–

amper xarakteristika (VAX) deyiladi. (1.3.2) va (1.3.5) lar asosida umumiy holda eksponentsial bog‘liqlik yordamida ifodalanadi (11. a - rasm).

I  I<sub>0

e</sub>qU₀ / kT

^1. (1.4.1)

Agar p-n o‘tishga to‘g‘ri kuchlanish berilgan bo‘lsa, U₀ kuchlanish ishorasi –

musbat, teskari kuchlanish berilgan bo‘lsa esa - manfiy bo‘ladi. U_{TUG } 0,1 V bo‘lsa eksponentsial songa nisbatan birni hisobga olmasa ham bo‘ladi va kuchlanish ortishi bilan tok ham eksponentsial ortib boradi. Teskari kuchlanish berilganda esa -0,2 V kuchlanish qiymatida tok I₀ qiymatiga yetib keladi va keyinchalik kuchlanish qiymati o‘zgarmaydi. I₀ kattaligi shu sababli teskari ulangan p-n o‘tishning to‘yinish toki deb ham ataladi.

Teskari tok to‘g‘ri tokka nisbatan bir necha darajaga kichik, ya’ni p-n o‘tish to‘g‘ri yo‘nalishda tokni yaxshi o‘tkazadi, teskari yo‘nalishda esa yomon.

a) b)

8. 
   - rasm
   

Demak, p-n o‘tish to‘g‘rilovchi harakat bilan xarakterlanadi va uni o‘zgaruvchi tokni to‘g‘rilashda qo‘llashga imkon beradi.

Eksponentsial tashkil etuvchi

^{eqU0 / kT} temperatura ortishi bilan kamayishiga

qaramay VAX to‘g‘ri shaxobchasidagi qiyalik ortadi (11. b-rasm). Bu hodisa I₀ni temperaturaga kuchli to‘g‘ri bog‘liqligi bilan tushuntiriladi. To‘g‘ri kuchlanish berilganda temperatura ortishi bilan tok ortishiga olib keladi. Amaliyotda p-n o‘tish VAXga temperaturaning bog‘liqligi kuchlanishning temperatura koeffitsienti (KTK) deb ataladigan kattalik bilan baholanadi. KTKni aniqlash uchun temperaturani o‘zgartirib borib, o‘zgarmas tokdagi p-n o‘tish kuchlanishini o‘zgarishi o‘lchab boriladi. Odatda KTK manfiy ishoraga ega, ya’ni temperatura ortishi bilan o‘tishdagi kuchlanish kamayadi. Kremniydan yasalgan p-n o‘tish uchun KTK 3 mV/grad darajani tashkil etadi.

(1.4.1) ifoda ideallashtirilgan p-n o‘tish VAX sini ifodalaydi. Bunday o‘tishda r va n-sohalarning hajmiy qarshiligi nolga teng va tok o‘tish vaqtida p-n o‘tishda rekombinatsiya jarayoni sodir bo‘lmaydi deb hisoblanadi. Real o‘tishda esa baza qarshiligi o‘nlab Omga teng bo‘ladi. Shu sababli (1.4.1) ifodaga p-n o‘tishdagi va

tashqi kuchlanish U₀ orasidagi farqni hisobga oluvchi o‘zgartirish kiritiladi

I  I<sub>0

e</sub>q(U₀ r_b I )/ kT _
(1.4.2)

1.5 P-n o‘tish sig‘imi.

Past chastotalarda p-n o‘tish toki faqat elektron – kovak o‘tishning aktiv qarshiliklari hamda yarim o‘tkazgichning r va n –sohalarining qarshiligi (r_b) bilan aniqlanadi. Yuqori chastotalarda p-n o‘tishning inertsiyasi uning sig‘imi bilan aniqlanadi. Odatda p-n o‘tishning ikkita asosiy sig‘imi hisobga olinadi: diffuziya va to‘siq (barer).

To‘g‘ri ulangan p-n o‘tishda qo‘shni sohalarga asosiy bo‘lmagan zaryad

tashuvchilar injektsiyalanadi. Natijada p-n o‘tishning yupqa chegaralarida qiymati

jihatidan teng lekin qarama-qarshi ishoraga ega bo‘lgan qo‘shimcha asosiy bo‘lmagan zaryad tashuvchilar Q_DIF yuzaga keladilar. Kuchlanish o‘zgarsa injektsiyalanayotgan zaryad tashuchilar soni, demak zaryad ham o‘zgaradi. Berilayotgan kuchlanish ta’siridagi bunday o‘zgarish, kondensator qoplamalaridagi zaryad o‘zgarishiga aynan o‘xshaydi. Bazaga asosiy bo‘lmagan zaryad tashuvchilar diffuziya hisobiga tushganliklari sababli, bu sig‘im diffuziya sig‘imi deb ataladi va quyidagi ifodadan aniqlanadi

^Cdif

_ qI

kT

. (1.5.1)

(1.5.1) ifodadan ko‘rinib turibdiki, p-n o‘tishdan oqib o‘tayotgan tok va

bazadagi zaryad tashuvchilarning yashash vaqti ^ qancha katta bo‘lsa, diffuziya sig‘imi ham shuncha katta bo‘ladi

Ikki elektr qatlamga ega bo‘lgan elektron – kovak o‘tish zaryadlangan

kodensatorga o‘xshaydi. O’tish sig‘imi o‘tish yuzasi S, uning kengligi va dielektrik

doimiysi ^ bilan aniqlanadi. O’tish sig‘imi to‘siq sig‘imi deb ataladi va quyidagi ifodadan aniqlanadi

^CTO 'S ^{ S}

. (1.5.2)

O’tishga kuchlanish berilsa, bu vaqtda o‘tish kengligi o‘zgarganligi sababli, sig‘im ham o‘zgaradi. Sig‘imning berilayotgan kuchlanish U qiymatiga bog‘liqligi quyidagicha

C_B  C_BO

. (1.5.3)

To‘g‘ri ulangan o‘tishda musbat ishorasi, teskari ulanganda esa manfiy ishora olinadi. S_B berilayotgan kuchlanishga bog‘liqligi sababli p-n o‘tishni o‘zgaruvchan sig‘imli kondensator sifatida qo‘llash mumkin.

To‘g‘ri kuchlanish berilganda diffuziya sig‘imi to‘siq sig‘imidan ancha katta bo‘ladi, teskari kuchlanishda esa teskari. Shuning uchun to‘g‘ri kuchlanish berilganda p-n o‘tish inertsiyasi diffuziya sig‘imi bilan, teskari ulanganda esa to‘siq sig‘imi bilan aniqlanadi.