1.7 Реалды р-n - ауысунің ерекшеліктері

26 
1.7 Реалды р-n - ауысунің ерекшеліктері 
Идеалды 
р-n
ауысуында - кері ток салыстырмалы түрде аз ғана кері кернеу 
мәніне тәуелді емес. Бірақ реалды 
р-n
ауысуді зерттесек – оң кернеуді 
жоғарылатсақ, кері токтың жоғарылағанын байқаймыз, кремний құрылымда кері 
ток жылудан 2-3 есе артық болады. Бұндай эксперименталды түрде алынған 
мәндердің теориялық мәндерден айырмашылығы 
р-n
аймақта тасымалдаушы 
зарядының термогенерациямен және арна тогымен азаю токпен түсіндіріледі. 
Арналы токтар жоғарғы бетте энергетикалық құбылыс болғандықтан 
жоғарғы қабат жанында бөгеуіл болды және инверсті қабат пайда болуына себеп 
болады. Бұл қабаттарды арналы дейді, ал инверсті қабат пен көрші аймақ 
арасымен өтетін токты арна тогы дейді. 
р-n ауысуының сиымдылығы. р-n
ауысуның ауысу шекара жанында 
болатын ионды қоспа мен жылжымалы тасымалдаушы заряд, оның сиымдылық 
қасиетін түсіндіреді. 
р-n
ауысуда екі сиымдылық құраушы бар – тосқаулды 
(зарядты) 
C
тос
және диффузиялы 
C
диф
. 
Тосқауылды сиымдылық 
р-n
ауысуды ионды донор және акцепторлы 
қоспа бар болумен түсіндіріледі, 
р
және 
n
аймақта конденсаторды екі зарядпен 
қоршаған, ал біріккен қабат диэлектрик ретінде жұмыс істейді (1.11 сурет). 
Жалпы жағдайда зарядталған сиымдылықтың 
р-n
ауысуға қосылған кері 
кернеудің тәуелділігі келесі түрде болады: 
С
тос
=
С
0
(1+
|𝑈кері|
𝑈𝑟
)
𝛾
(1.3) 
 
мұнда 
С
0
– 
U
кері
= 0 болғандағы
 р-п 
ауысуының сиымдылығы; ол бір мен 
жүз аралығын пФ жатыр; γ – коэффициент, 
р-п 
ауысу түріне тәуелді (шұғыл 
р-п 
ауысу үшін γ = 1/2, ал баяу үшін γ = 1/3). 
1.11 
сурет 
- 
р-п-
ауысуының 
сыйымдылық қасиеті 
1.12 сурет - 
р-п-ауысуының 
Вольт-
фарадтық сипаттамасы 

27 
С
тос
теңдеуге қарап кері кернеу артқан сайын, тосқауыл сиымдылығы 
азаяды. Бұл кері кернеу артқандықтан біріккен 
р-п 
ауысу қабаты артады, 
конденсатор айналасы кеңейіп, сиымдылық азаяды. Бұндай сиымдылықты 
тосқауыл қасиеті бар ауысуды сиымдылық ретінде қолданып, оны кері кернеу 
мәнімен басқаруға болады. 
Сиымдылық біріккен кернеуге тәуелді болуды вольтфарадты қасиет деп 
атайды. Тәуелділіктің сипаты
C
тосқ 
= 
f 
(
U
кері
) 2.12-суретте көрсетілген, мұндағы 
1 қисық баяу 
р-п 
ауысуге, 2 қисық – шұғылға сәйкес. 
Диффузиялық сиымдылық ауысуде түзу кернеуді арттырғанда теңсіз 
базадағы заряд тасымалдаушы саны өзгерісімен түсіндіріледі (2.12 суретте 3
қисық): 
 
С
диф
=
𝑑𝑄
диф
𝑑𝑈
тур
=
𝑞
𝑘𝑇
𝐼
тур
𝜏
 ,
(1.4)
 
мұндағы 
I
тур 
– ауысу арқылы өтетін тура ток;
Т - инжектелетін тасымалдаушылардың өмір сүру уақыты. 
Түзу кернеу аймағына өту кезінде тосқауыл сиымдылығы ғана артпай 
сонымен қатар 
р
және 
n
аймақтың ауысуында теңсіз заряд жиналу сиымдылығы 
артады. 
р
және 
n
аймақтарда жиналған тасымалдаушылар тез рекомбинирленеді, 
демек диффузиялық сиымдылық уақыт бойынша азаяды. Азаю жылдамдығы Т 
теңсіз заряд тасымалдаушының өмір сүру уақытына тәуелді. Диффузиялық 
сиымдылық 
р-n
ауысуда аз түзу кедергімен шунтталған және шалаөткізгіш 
элементтердің жылдам жұмыс істеу қабілетін анықтайды. 

жүктеу/скачать 2,72 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: