Reja: Muvozanat holatda r-n o‘tish

NOMUVOZANAT R-N O‘TISH
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 r–turdagi, ikkinchisi esa – n turdagi monokristaldan tashkil topadi.
Bunday bir jinsli bo‘lmagan yarim o‘tkazgichning r va n – sohalarning ajralish chegarasida hajmiy zaryad qatlami hosil bo‘ladi va bu sohalar chegarasidagi ichki elektr maydoni yuzaga keladi va bu qatlam elektron – kovak o‘tish yoki r-n o‘tish deb ataladi. Ko‘p sonli yarim o‘tkazgichli asboblar va integral mikrosxemalar ishlash prinsipining r-n o‘tish xossalariga asoslangan.
R-n o‘tish o‘tish hosil bo‘lish mexanizmini ko‘rib chiqamiz. Soddalik uchun, n – sohadagi elektronlar va r – sohadagi kovaklar sonini teng olamiz. Bundan tashqari, har bir sohada uncha katta bo‘lmagan asosiy bo‘lmagan zaryad tashuvchilar miqdori mavjud. Xona temperaturasida r – turdagi yarim o‘tkazgichda akseptor manfiy ionlarining konsentratsiyasi Na kovaklar konsentratsiyasi r_rga, n – turdagi yarim o‘tkazgichda donor musbat ionlarining konsentratsiyasi Nd elektronlar konsentratsiyasi n_n ga teng bo‘ladi. Demak, r- va n – sohalar o‘rtasida elektronlar va kovaklar konsentratsiyasida sezilarli farq mavjudligi tufayli, bu sohalar birlashtirilganda elektronlarning r – sohaga, kovaklarning esa n – sohaga diffuziyasi boshlanadi.
Diffuziya natijasida n– soha chegarasida elektronlar konsentratsiyasi musbat donor ionlari konsentratsiyasidan kam bo‘ladi va bu soha musbat zaryadlana boshlaydi. Bir vaqtning o‘zida r- soha chegarasidagi kovaklar konsentratsiyasi kamayib boradi va u akseptor kiritmasi bilan kompensatsiyalangan ion zaryadlari hisobiga manfiy zaryadlana boshlaydilar (11.3 –rasm). Plyus va minusli aylanalar mos ravishda donor va akseptor ionlarini tasvirlaydi.
Hosil bo‘lgan ikki hajmiy zaryad qatlami r-n o‘tish deb ataladi. Bu qatlam harakatchan zaryad tashuvchilar bilan kambag‘allashtirilgan. SHuning uchun uning solishtirma qarshiligi r- va n – soha qarshiliklariga nisbatan juda katta. Ba’zi hollarda adabiyotlarda bu qatlam kambag‘allashgan yoki i – soha deb ataladi.
Hajmiy zaryadlar turli ishoralarga ega bo‘ladilar va r-n o‘tishda kuchlanganligi ga teng bo‘lgan elektr maydon hosil qiladilar. Asosiy zaryad tashuvchilar uchun bu maydon tormozlovchi bo‘lib ta’sir ko‘rsatadi va ularni r-n o‘tish bo‘ylab erkin harakat qilishlariga qarshilik ko‘rsatadi. 3.1 b-rasmda o‘tish yuzasiga perpendikulyar bo‘lgan, X o‘qi bo‘ylab potensial o‘zgarishi ko‘rsatilgan. Bu vaqtda nol potensial sifatida chegaraviy soha potensiali qabul qilingan.

a)

b)

v)

11.3 – rasm.

Rasmdan ko‘rinib turibdiki, r-n o‘tishda voltlarda ifodalanadigan kontakt potensiallar farqiga teng bo‘lgan potensial to‘siq yuzaga keladi. U_K kattaligi dastlabki yarim o‘tkazgich material ta’qiqlangan zona kengligi va kiritma konsentratsiyasiga bog‘liq bo‘ladi. Ko‘pgina r-n o‘tishlar kontakt potensiallar farqi: germaniy uchun 0,35 V, kremniy uchun esa = 0,7 V.

R-n o‘tish kengligi l₀ ga proporsional bo‘ladi va mkmning o‘nlik yoki birlik qismlarini tashkil etadi. Tor r-n o‘tish hosil qilish uchun katta kiritma konsentarsiyasi kiritiladi, l₀ ni kattalashtirish uchun esa kichik kiritmalar konsentratsiyasi qo‘llaniladi.