Читать книгу Elektronika asoslari. O'quv qo'llanma - Boxodir Xoshimovich Karimov - Страница 6

Juda ko’p yarimo’tkazgichli asboblarning ishlashi turli xil o’tkazuvchanlikka ega bo’lgan, yarim o’tkazgich kristallarida suniy yo’l bilan hosil qilingan, ikkita qo’shni soxa chegarasida yuz beradigan jarayonlar bilan bog’liqdir. Bu chegaraviy qatlamlar elektron teshikli yoki «n-r» o’tish deb aytiladi.

Yuqorida aytib o’tilganidek (2.6 a-rasmga qarang), kristallarning elektron «n» – turli o’tkazuvchanlik soxasidagi asosiy elektr zaryad eltuvchilari erkin elektronlar xisoblanadi. Aralashma atomlariga esa fiksasiyalangan (aniq belgilangan) musbat zaryadlar (donor aralashma ionlari) to’g’ri keladi. Teshikli «r» turli o’tkazuvchanlik soxasidagi asosiy zaryad eltuvchilar bo’lib kovaklar (teshiklar) xisoblanadi, aralashma atomlarida esa fiksasiyalangan manfiy zaryadlar (aktseptorlar aralashma ionlari) to’g’ri keladi.

Turli xil o’tkazuvchanlikka ega bo’lgan kristallarni bir – biriga birlashtirilmasa, zaryad tashuvchilar ularning butun xajmi bo’yicha teng taqsimlanadi. Agar sun’iy ravishda «n – r» o’tishni eritish, diffuziya yoki o’stirish usuli bilan xosil qilinib, kristallar birlashtirilsa, chegara qatlamida elektron va teshiklarning rekombinasiyasi yuz beradi. «n» -tur yarim o’tkazgichning o’tkazuvchanlik zonasidagi erkin elektron, «r» tur yarim o’tkazgichning valent zonasidagi erkin kovaklar satxlarini egallaydi. Buning natijasida ikki kristall Birlashgan chegaraviy zona yaqinida zaryad eltuvchilar yo’qoladi va yuqori elektr qarshiligiga ega bo’lgan qatlam xosil bo’ladi. Bu siyraklashgan berkituvchi qatlam yokisi «n -r» o’tish deb aytiladi. Uning qalinligi bir necha mikrondan ortmaydi. Berkituvchi qatlamning kengayishiga xarakatsiz donor va aktseptor ionlari qarshilik ko’rsatadi. Ular kristallar chegarasida kontakt potentsiallar farqini – potentsial to’siqni vujudga keltiradi. Xosil bo’lgan elektr maydon (eo) kuch chiziqlarini yo’nalishi «n» – soxadan «r» soxa tomon bo’ladi va u elektron hamda teshiklarni xarakatlanishiga to’sqinlik qiladi, ya’ni qarshilik ko’rsatadi. Bu maydon ta’sirida «n-r» o’tishning qarshiligi ortadi. (2.6-v-rasmda) «n – r» o’tishli yarim o’tkazgich qatlamlariga mos keluvchi elektrostatik potentsial (e) ning taqsimlanishi ko’rsatilgan. Agar ana shunday yarim o’tkazgichga tashqi manba (GB) dan «r» – tur kristallga «musbat» va r-tur kristallga «manfiy» kuchlanish berilsa (2.7 a-rasm) berkituvchi qatlam yanada kengayadi, chunki kontakt zonalardan xam musbat («r» – zona ichiga), xam manfiy («n» – zona ichiga) tashuvchilarning (elektron va teshiklar) «so’rilishi» yuz beradi. Demak, tashqi manba qutblari 2.7 a – rasmda ko’rsatilgandek bo’lsa, «n – r» o’tishning qarshiligi ortib ketadi va undan oqib o’tayotgan tok miqdori oz bo’ladi. Manbaning bunday ulanishi teskari ulash deyiladi.

2.6 – rasm. n – r – o’tishning xosil bo’lishi: a – kristallarning bir – biriga tegishigacha bo’lgan tarkibi

b – berkituvchi qatlamlarning hosil bo’lishi, v – yarim o’tkazgich chegarasidagi kontakt potentsiallar farqi.

Agar tashqi manbani yarim o’tkazgichga, yuqorida ko’rsatilganga nisbatan, teskari qutbli qilib ulansa (manfiy qutb «n» – turli kristallga va musbat qutb «r» – turli kristallga), tashqi elektr maydonning (E2) kuch chiziqlari yo’nalishi berkituvchi qatlam elektr maydoni (E1) kuch chiziqlariga qarama – qarshi yo’nalishda bo’lib qoladi (2.7. b-rasm). Bunda «n-r» – o’tish elektr maydonining tormozlash ta’siri maolum darajada kompensasiyalanadi va undan ancha katta to’g’ri tok oqib o’tadi, chunki berkituvchi qatlam torayadi. Tokning bunday yo’nalishi to’g’ri ulash deyiladi (2.7.v, g-rasm). Yaxshi yarim – o’tkazgichlardagi qarshilik to’g’ri va teskari ulanishlarda kamida o’n martao’zgaradi. «r – n» o’tishning ventil (bir tomonlama o’tkazish) xususiyatidan yarim o’tkazgichli asboblar diod, tranzistor, tiristorlar va x.z. lar yasashda keng foydalaniladi.

2.7 – rasm. Yarimo’tkazgichlardagi to’g’ri va teskari yo’nalishlarning xosil bo’lishi: a – teskari yo’nalish, b – potentsiallar farqining n-r-zona kengaygandagi o’zgarish taksimoti v – to’g’ri yo’nalish, g – kontakt potentsiallar farqining n-r zona toraygandagi o’zgarish taksimoti.