Qarshi muhandislik-iqtisodiyot instituti elektronika va avtomatika fakulteti texnologik jarayonlarni avtomatlashtirish va boshqaruv kafedrasi

1.1- masala. Yarim о‘tkazgich materialning quyidagi elektr xususiyatlari berilgan: n – va p – sohalardagi о‘tkazuvchanliklar va , shuningdek elektron va kovaklarning ildamliklari , ; p – p о‘tishga tashqi kuchlanish: a) b) berilganda potensial tо‘siq balandligining qanday о‘zgarishini hisoblang;
Kremniydagi aralashmalar xususiy konsentratsiyasi , ; ; elektron zaryadi ; Bolsman doimiysi ; temperatura bо‘lsa, quyidagilarni aniqlang:
1) kontakt potensiallar farqi ni;
2) p – va p – sohalar tomonidan hisoblangan p – p о‘tish kengligi va , shuningdek о‘tish tо‘la kengligi ;
3) kontakt maydon kuchlanganligi ning maksimal qiymatini.
Yechish. Elektron va kovak о‘tkazuvchanliklar ifodalaridan foydalanib
n – va p – sohalardagi asosiy zaryad tashuvchilar konsentratsiyalarini aniqlaymiz:
va
undan ,

Potensial baryerning balandligi tashqi kuchlanish yо‘qligida quyidagi formula bо‘yicha aniqlanadi:
.
p – p о‘tish kengligini quyidagi ifodadan foydalanib topish mumkin:
.
Yuqorida keltirilgan formulalardan quyidagini hisoblaymiz:

tenglikdan foydalangan holda ni topamiz:

U holda
Elektron maydonning maksimal energiyasi:

Agar p –n о‘tishga tо‘g‘ri kuchlanish berilgan bо‘lsa, potensial tо‘siq 5 V ga ortadi:
.
2-AMALIY ISH
Yarimо‘tgazgichli diod p-n о‘tishining teskari toklarini hisoblash


Ishdan maqsad: Teskari kuchlanish berilgan elektron-kovak о‘tishni о‘rganish

Tashqi kuchlanish manbaining musbat qutbi n sohaga, manfiy qutbi bilan p sohaga ulangan bо‘lsin (2.1-rasm).

Teskari kuchlanish u_tes hosil qilgan elektr maydon kontakt potensiallar farqi _k hosil qilgan maydon bilan qо‘shiladi.
Natijalovchi maydon kuchayadi, potensial baryer balandligi ortadi (_k+u_tes). Teskari kuchlanish u_tes ta’sirida qiymati juda kichik bо‘lgan teskari tok oqadi:
i_tes = i_tо‘g‘ - i_dif . (2.1)
Agar potensial baryer balandligi ozgina kо‘tarilsa diffuziya jarayoni tо‘xtaydi, chunki zaryad tashuvchilarning xususiy tezliklari baryerni oshib о‘tish uchun kamlik qiladi va i_dif = 0, bundan i_tes = i_tо‘g‘.
О‘tkazuvchanlik toki о‘zgarmay qoladi va asosan p va n sohalardan p-n о‘tishga kirib keluvchi asosiy bо‘lmagan zaryad tashuvchilar soni bilan aniqlanadi.



2.1-rasm.Teskari kuchlanish berilganda p-n о‘tish sxemasi
va uning potensial diagrammasi

Teskari kuchlanish hosil qilgan elektr maydon ostida p-n о‘tish orqali asosiy bо‘lmagan zaryad tashuvchilarni chiqarish ekstraksiya (“ekstraksiya”- chiqarish, sug‘irib olish) deb ataladi. Teskari tok asosiy bо‘lmagan zaryad tashuvchilar siljishi yuzaga keltiruvchi о‘tkazuvchanlik tokidir.

2.5.2 - masala.Agar ; ; ; ; ; ; bо‘lsa, kremniydagi ideal r – n о‘tishda tо‘yinish toki zichligini aniqlang.Elektron zaryadi .
Yechish. Avval n va r sohalardagi asosiy bо‘lmagan zaryad tashuvchilar konsentratsiyasini aniqlaymiz:
_,

Tok zichligi quyidagi formulaga binoan aniqlanadi:
.
4-AMALIY ISH