Қатты денелер физикасы
ﾵ ﾧ ауысудың пайда болуы мен жұмыс принципі
жүктеу/скачать 26,78 Mb.
|
ﾵ ﾧ ауысудың пайда болуы мен жұмыс принципіﾵ ﾧ ауысу - өткізгіштіктері әртүрлі екі жартылай өткізгіштердің түйісуі. Бұл практика жүзінде мына түрде жүзеге асады: жартылай өткізгіштің бір жағына (диффузия әдісі арқылы) басқа типті қоспа енгіземіз, ол басқа типті өткізгіштік тудырады, мұндағы ﾵ ﾧ тең болады да, ﾵ ﾧ ауысу пайда болады. (4.11-сурет).  Д  онорлық қоспа атомдары электрондарын беріп, оң ионға, ал акцепторлық қоспа атомы электрон қосып алып теріс ионға айналатының еске түсірейік. Өткізгіштіктері әртүрлі жартылай өткізгіштердің шекаралық шеттері еркін жол ұзындығындай ﾵ ﾧ аралықта бір-бірімен түйіскенде, электрондар мен кемтіктер бір-бірімен қосылып, рекомбинацияланады, яғни еркін заряд тасушылар болмайды. Акцепторлық және донорлық қоспалардың компенсацияланбаған иондары кеңістіктік заряд аймағын түзеді, бұл ﾵ ﾧ ауысу аймағы (4.12-сурет). Сонымен қоса, ол үлкен кедергі аймағы, себебі еркін заряд тасушылар аз аймақ. Кеңістіктік заряд аймағындағы иондар электр өрісін тудырады, ол өріс негізгі заряд тасушылар қозғалысына кедергі келтіреді: ﾵ ﾧаймағында кемтіктердің және ﾵ ﾧ аймағында электрондардың. Әрине, заряд тасушылардың біразы ﾵ ﾧ ауысу арқылы өтіп кетеді. Кеңістіктік зарядтар аймағында негізгі зат атомдары арасындағы валенттік байланыстың үзілуі есебінен пайда болған электрондар («зона-зона» ауысуы) мен осының нәтижесінде ﾵ ﾧ аймақта пайда болған кемтіктер негізгі емес заряд тасушылар деп аталады. ﾵ ﾧ ауысудың электр өрісі негізгі емес заряд тасушылар тогына (ﾵ ﾧ) кедергі келтірмейді. Оған негізгі ток тасушылардың концентрация градиенті арқасында пайда болған диффузиялық ток қарама-қарсы ағады. Төменде көрсетілгендей бұл токтар шама жағынан тең және ауысу арқылы өткен қорытқы ток та нөлге тең. Сыртқы электр өрісі (ﾵ ﾧ) тура («+»-тен ﾵ ﾧаймаққа, «-»-тан ﾵ ﾧ аймаққа) қосылғанда кеңістіктік зарядтың ішкі электр өрісін азайтады, ол ﾵ ﾧ токтың күшеюіне алып келеді. Кеңістіктік заряд аймағында негізгі заряд тасушылар сығылатын сияқты, оның кедергісі кемиді және негізгі тасушылар тогы бірден артады. Кері қосылғанда («-»-тан ﾵ ﾧ аймаққа, «+»-тен ﾵ ﾧ аймаққа) сыртқы электр өрісі ішкі электр өрісімен қосылады, бұл кеңістіктің заряд аймағының кеңуіне алып келеді (негізгі заряд тасушылар ﾵ ﾧ ауысу аймағынан сорылып алынатын сияқты). Кеңістіктік заряд аймағы кедергісі артады, ﾵ ﾧ ток өшеді, бірақ ﾵ ﾧ ауысу аймағында электрон-кемтік жүбының генерациялануы нәтижесінде негізгі емес тасушылар тогы қалады. ﾵ ﾧ ауысу аймағы геометриясының (өлшемдерінің) өзгеруі кернеу өзгерісіне тәуелді, сондықтан оны электр сиымдылығы өзгеріп отыратын конденсатор ретінде қолдануға болады. ﾵ ﾧ ауысу жұмысы мен пайда болуын зоналық теория тұрғысынан қарастырамыз. 1 бөлімде екі жүйенің тепе-теңдік шарты олардың химиялық потенциалдарының теңдігі болып табылатыны дәлелденген. Сондықтан, кернеу болмаған кезде (ﾵ ﾧ), ﾵ ﾧ және ﾵ ﾧ аймақтардағы Ферми деңгейінің орналасуы бірдей болады (4.13.а-сурет). П  айда болған энергетикалық тосқауыл негізгі заряд тасушылар қозғалысына кедергі келтіреді. ﾵ ﾧ болғанда, тосқауыл биік емес, сондықтан негізгі заряд тасушылар концентрациясы градиенті есебінен диффузиялық ток пайда болады. Оның шамасын табайық. ﾵ ﾧ және ﾵ ﾧ аймақтардағы ﾵ ﾧ айырмасын шатастырып алмас үшін, ﾵ ﾧ деп белгілейміз. Тек, электрондар тогын ғана қарастырамыз, себебі кемтіктер тогын анықтау да осындай нәтижені береді. ﾵ ﾧ-ﾵ ﾧ аймақтағы өткізгіштік зонаға донорлық деңгейден электрондардың өту ықтималдығы мен тосқауылдан өту (ﾵ ﾧ) ықтималдылықтарының көбейтіндісімен анықталады (ﾵ ﾧ): ﾵ ﾧ, (4.27) мұндағы ﾵ ﾧ – «бастапқы» ток, меншікті электр өткізгіштік ﾵ ﾧ-мен, ﾵ ﾧ ауысу ауданымен анықталады және әрбір ﾵ ﾧ үшін тұрақты шама болып қалады. ﾵ ﾧмына түрде белгілейміз: ﾵ ﾧ. ﾵ ﾧ; ﾵ ﾧ. (4.28) Оған қарсы негізгі емес тасушылар тоғы ﾵ ﾧ ағады, ол ﾵ ﾧ аймақтағы валенттік зонадан өткізгіштік зонаға электрондардың ауысуы нәтижесінде пайда болады. ﾵ ﾧ (4.29) Қорытқы ток ﾵ ﾧ. Кері бағытта қосылғанда («-»-тан ﾵ ﾧ аймаққа, «+»-тен ﾵ ﾧ аймаққа), тосқауыл биіктігі артады: осылай қосылғанда электрондардың, сонымен бірге кемтіктердің энергиялары кемиді (кемтіктер үшін энергияның кемуі –жоғары бағытта), сондықтан ﾵ ﾧ аймақтағы энергетикалық диаграмма жоғары, ал ﾵ ﾧ аймақтағы төмен қарай (4.13 б-сурет) ығысады, тосқауыл биіктігі артады. ﾵ ﾧ және ﾵ ﾧ ара қашықтығы кернеуге байланысты емес: ﾵ ﾧ жартылай өткізгіштің негізгі атомдары арасындағы валенттік байланыстардың үзілу энергиясымен анықталады; ﾵ ﾧ қоспа атомдары концентрациясы және температурамен анықталады Бұл жағдайдағы ﾵ ﾧ ауысу арқылы өткен токты анықтаймыз: ﾵ ﾧ тұрақты болып қалады. ﾵ ﾧ
ﾵ ﾧ (4.30) ﾵ ﾧ болғанда, (ﾵ ﾧВ) ﾵ ﾧ, Сондықтан, кері ток ﾵ ﾧ. (4.31) ﾵ ﾧ екендігіне көңіл бөлу керек, яғни ол ﾵ ﾧ ауысу бұзылғанға дейін ﾵ ﾧ-ға байланысты емес (4.14 б-сурет). ﾵ  ﾧ
тура қосылу кезінде («+» -тен ﾵ ﾧ- аймаққа қарай) электрондар мен кемтіктердің энергиялары артады, сондықтан, ﾵ ﾧ- аймақтың энергиясы а) төмен қарай, ал ﾵ ﾧ аймақтікі жоғары қарай ығысады да, энергетикалық тосқауыл кемиді (4.14 а-суретті қара). ﾵ ﾧ ток өзгеріссіз, сол күйінде қалады: ﾵ ﾧ. Бірақ ﾵ ﾧ ток өседі: ﾵ ﾧ
ﾵ ﾧ. ﾵ ﾧ. (4.32) Тура қосылған кезде ﾵ ﾧ, ﾵ ﾧ, 1-ді ескермеуге болады және ﾵ ﾧ (4.14 б-суретті қара). ﾵ ﾧ ток ﾵ ﾧ-ден ﾵ ﾧ есе кем, ﾵ ﾧ ауысулар айнымалы токты түзету үшін қолданылады. Қ  арастырылған процестердің негізгі екендігін көрсету қажет; нақты ﾵ ﾧ ауысуларда олар электрондар мен кемтіктердің генерациясы мен рекомбинациясы салдарынан күрделінеді.
Каталог: ebook -> umm umm -> ПОӘК 042-18-29 8/03-2013 №1 басылым 05. 09. 2013 umm -> Жалпы және заң психологиясы терминдерінің қысқаша сөздігі. І бөлім. Жалпы психология пәнінің терминдері umm -> 6М 011700- «Қазақ тілі мен әдебиеті мамандығы» Магистранттарға арналған umm -> ПОӘК 042-14-5-05. 02. 20. 22/2013 № басылым umm -> 6М 011700- «Қазақ тілі мен әдебиеті мамандығы» Магистранттарға арналған umm -> «Ежелгі дәуір әдебиеті» пәніне арналған оқу-әдістемелік материалдар 2013 жылғы №3 басылым 5В011700 «Қазақ тілі мен әдебиеті», 5В012100- Қазақ тілінде umm -> Оқытушы үшін «Қазақстан тарихы» umm -> Әбікенова Гүлнафис Төкенқызы Қазақ тіліндегі эпистолярлық стильдің лингвистикалық сипаты umm -> Педагогика кафедрасы жүктеу/скачать 26,78 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|