ﾵ ﾧ ауысудың пайда болуы мен жұмыс принципі

ﾵ ﾧ ауысудың пайда болуы мен жұмыс принципі

ﾵ 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).

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, (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)

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.

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).

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. (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.