Электроника
жүктеу/скачать 2,72 Mb. Pdf көрінісі
|
электроника
| дрейф тогы
деп аталады. Егер сырттан кернеу түсірілмейтін болса, онда дрейф ток мен диффузия ток тепе-тендікте болып, жалпы ток нөлге тең болада, бұл 1.5, в-суретте көрсетілген. Жалпы алғанда, р-п ауысуы жылжымалы зарядтарынан айрылған, қозғалыссыз иондардан тұратын орталық бөлік. Оның ұзындығы 1.5, ә-суретте көрсетілгендей L 0 -ге тең болады. Зарядтардың екі жаққа бөліне жиналуынан потенциалдар айырымы туады. Оның диаграммасы 1.5, в-суретте көрсетілген. Потенциалдар айырымы φ 0 -ге тең де, түйісу потенциалдар айырымы немесе биіктігі деп аталады. Потенциал диаграммасы кішігірім асуға ұқсас келеді де, оның биіктігі негізгі заряд бөлшектерінің диффузиялық қозғалысына тосқауыл ретінде әсер етеді. Сондықтан да р-п түйісуін р-п асуы деп атауы содан. Түйісу потенциалдар айырымы мынандай ара қатынаспен анықталады: p n n p i д a T к n n p p n N N ln ln ln Т Т 2 = = = . (1.1) Бұнда : Т = kT/e – температуралық потенциал; k – Больцман тұрақтысы; T – температура; e – электрон заряды; N а мен N д – акцепторлар мен донорлардың концентрациясы; p p мен p n - р жән е п обылыстарындағы кемтіктердің концентрациялары ; 19 n n және n p - р жән е п обылыстарындағы электрондардың концентрациялары; n i - меншікті концентрация. Шалаөткізгіштің температурасы бөлме температурасына тең болса, онда германи үшін – φ к = 0,3÷0,5 В; кремний үшін - φ к = 0,6÷0,8 В. φ 0 мәндерінің айырмашылығы кремниддің Δ W т тиым салу аймағының мәні германиге қарағанда үлкендігіне байланысты болып отыр. р-п - құрылымды шалаөткізгіште симметриалы емес тіке р-п – ауысының қалыңдығын келесі өрнектің көмегімен анықтауға болады: ∆= √ 2𝜑 к 𝜀𝜀 0 𝑒 ( 1 𝑁 𝑎 + 1 𝑁 Д ), (1.2) Бұнда: – салыстырмалы диэлектриктік өткірлігі; 0 – бос кеңістіктің диэлектриктік өткірлігі. Енді жоғарыда көрсетілген р-п ауысуын электродтар арқылы ток көзіне тура бағытта қосып көрелік. Яғыни ток көзінің оң полюсін электрод арқылы р жартылай өткізгішіне, ал сол полюсін электрод арқылы п шалаөткізгішіне жалғайық (1.6, а сурет). Бұндай бағытпен ток көзіне қосылған жағдайда, ток көзінің әсерімен болатын электр өрісінің бағыты ішкі электр өрісінің бағытына қарама-қарсы болады да, р-п ауысуында қорытынды электр өрісінің азайыуына себепші болады. 20 1.6 сурет - р-п ауысуың сырытқы ток көзіне тура бағытта қосылуы кезеңі Айырым шекарасының екі жағында шоғырланып орналасқан оң және теріс зарядталған көлемдік зарядтардың мөлшері, енді тек қана φ К шамасымен анықталмайды, оған қоса сырытқы U а кернеуімен де анықталады. Егер р- және и n құрылымының бойына түсетін кернеудің шамасын ескермесек, онда р-п ауысуындағы көлемдік зарядтардың мөлшері φ К – U а кернеуілерінің айырымына тәуелді болады. Неғұрлым бұл айырымның шамасы аз болса, соғырлым р-п ауысуында оң және теріс зарядталған көлемдік зарядтардың мөлшері азая түседі. Басқаша айытқанда φ К – U а кернеуілерінің айырымының шамасы р-п ауысуының потенциалдық барьернің биіктігін анықтайды. Оң және теріс зарядталған көлемдік түсетін болса, оған сәйкес р-п ауысуының потенциалдық барьернің зарядтардың мөлшері азая, биіктігі де азаяды да, р-п ауысуының енінің тарылыуына әкеледі. р-п ауысуының енінің тарылыуы негізінде жоғарғы омды п- қабығын әсерімен болады. р-п ауысуының потенциалдық барьернің биіктігінің азайыуы диффузияның әсерімен негізгі заряд тасымалдаушыларының айрымның шекарасы арқылы көрші обылыстарға өтіулерін жеңілдедтеді де, р-п ауысуының бойынан диффузия тогын үлкейтеді. Бұл айтқан құбылыс р-п ауысуының бойынан заряд тасымалдауыштардың инжекциясы деп аталады. Сонымен бiрге, негізгі емес заряд тасымалдаушыларының құрылатын дрейф тогы айрымның шекарасы арқылы р-п – ауысуының бойынан өткенде шамасы өзгерісіз 21 болады . Диффузиялық ток пен дрейф тогының айрымасы р-п - ауысуының бойынан өтетін нәтижелік тура токтың шамасын анықтайды Сырытқы кернеудің шамасын көтеретін болсақ онда диффузиялық токтың да шамасы көтеріледі де, оларға сәйкес р-п - ауысуының бойынан өтетін тура токтың шамасы да ұлғаяды. Тура токтың сырыттан берілетін кернеуге тәуелділігі р-п – ауысуының вольт-амперлік сипаттамасы деп аталады. 1.6, в-суретте сондай сипаттаманың тура тармағы көрсетілген. Кернеудің, р-п – ауысуына түсу бағытын қарама-қарсыға ауыстыратын болсак, яғыни ток көзінің сол полюсін электрод арқылы п жартылай өткізгішіне жалғайық, ал ток көзінің оң полюсін электрод арқылы п жартылай өткізгішіне жалғайық (1.7, а сурет). Бұндай жалғауды р-п ауысуының кері бағытта қосылуы деп айтамыз . а) жалғау сұлбасы; ә) потенциал асуының графигі; б)заряд тасымалдауштарының концентрациясының таратылу графигі; в) вольт- амперлік сипаттамасының кері тармағы. 1.7 сурет - р-n - ауысуының кері бағытта қосылуы р-п ауысуын сырытқы ток көзіне кері бағытта қосылғанда, оның потенциал асуының биіктігі сырттан түсірілген U b кернеу шамасына артады (яғыни = φ 0 + U b ). Сырттан түсірілген кернеудің әсерінен р аймағындағы кемтіктер ток көзінің сол жақ полюсіне тартылып, өз орындарында қосымша теріс акцептгор иондарын қалдырады. Осыған 22 орай п аймағында донор иондары пайда болып, көлемдік зарядтар үлкейіп, р-п ауысуы кеңіп, оның ұзындығы арта түседі. Потенциал асуының биіктігінің жоғарлауы р-п ауысуы арқылы өтетін негізгі заряд тасушыларының диффузиялық қозғалысын одан сайын қиындата түседі. Негізгі емес заряд тасушыларының р-п ауысуының екі жағынынан шоғырланып жиналған концентрациясының әсерімен болатын дрейфтік токтың шамасын тұрақты деп санауға болады. Бырақ бұл токтың шамасы диффузиялық токтың шамасынан көп болады. р-п ауысуының вольт- амперлік сипаттамасының кері тармағы 1.7-суретте көрсетілген. Кері кернеудің шамасы азғантай болса (0 – 1 участок) кері токтың ұлғайыуна оның құрамындағы диффузиалық токтың азаюы себепші. 1 нүктеге сәйкес келетін және оданда жоғары участікке сәйкес келетін кер кернеу шамаларында, негізгі заряд тасымалдауыштар потенциал асуын өтіп кетуге шамалыры жоқ болады да, осыған байланысты диффузиялық ток нөлге тең. Осыған байланысты кері кернеудің шамасын көтергенде кері токтың шамасы өзгермейді. Сонымен, қорытындылай келгенде, р-п ауысуы кері қосылуда ток өткізбейді де, ал тура қосылуда токқа кедергі жасамайды. жүктеу/скачать 2,72 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|