3. Kontakt xodisalari. Teskari tok hosil bo‘lishida termo-generatsiya natijasida hosil bo‘lgan
EZTlardan tashqari r – sohaning valent zonasidan n – sohaning o‘tkazuvchanlik
zonasiga tunnel o‘tuvchi elektronlar ham qatnashishi mumkin. Elektron-larning
o‘z energiyasini o‘zgartirmasdan (izoenergetik) potensial to‘siq orqali sizib
o‘tishi tunnel o‘tish deb ataladi. Tunnel o‘tish bo‘lishi uchun ikkita shart
bajarilishi zarur:
a) potensial to‘siq kengligi d ≤ 10 nm bo‘lishi, ya’ni p+-n+ - sohalarda
kiritmalar konsentratsiyasi 5∙1018 sm-3 dan yuqori bo‘lmog‘i lozim;
b) teskari kuchlanish ta’sirida energetik zonalar shunday surilsinki, p –
sohaning to‘ldirilgan valent zonasi qarshisida n – sohaning o‘tkazuvchanlik
zonasi to‘ldirilmagan sathlari yotsin.
Teskari kuchlanish bo‘sag‘aviy kuchlanishdan katta bo‘lgan (UTYeS >
UBO‘S) holda p+-n+ - o‘tishning energetik diagrammasi 8-rasmda keltirilgan.
Bunda elektronning 1-nuqtadan 2-nuqtaga tunnel o‘tishi strelka bilan
ko‘rsatilgan. r – yarimo‘tkazgichning valent zonasidagi elektron EZT emas
ekanligini ta’kidlab o‘tamiz. U n – yarimo‘tkazgichning o‘tkazuvchanlik
zonasiga o‘tgandan keyingina o‘zini EZTdek tutadi. Shunday qilib, valent
elektronning r – sohadan n –sohaga tunnel o‘tishi natijasida teskari tok qiymatiga
ulush qo‘shuvchi elektron-kovak juftligi generatsiyalanadi.
7-rasm
7-rasm. Teskari kuchlanish berilganda p+-n+ - o‘tishning energetik
diagrammasi.
O‘tkazuvchanlik elektronlarining n – yarimo‘tkazgichdan r –
yarimo‘tkazgich valent zonasi vakant (bo‘sh) sathlariga tunnel o‘tishi elektron-
kovak juftliklarning rekombinatsiyalanishiga va o‘z navbatida, teskari tokning
kamayishiga olib keladi. Elektron-kovak juftliklarining generatsiyalanish
jadalligi rekombinatsiyalanish jadalligiga nisbatan ancha yuqori. Teskari
kuchlanish ortishi bilan tunellashuv intervali (oralig‘i) va undagi elektron-lar soni
ortishi hisobiga tunnel tok keskin ortadi.
Tunnel teshilish teskari tokining teskari kuchlanish UTYeSK ga bog‘liqligi
ko‘chkili teshilishdagiga o‘xshash bo‘lib, tikligi kichikroqdir.
p-n o‘tishning issiqlik teshilishi undan teskari tok oqqanida issiqlik
yetarlicha sochilmasligi natijasida p-n o‘tish qizib ketishi hisobiga yuz beradi.
Qizish teskari tok qiymatini oshiradi, natijada, p-n o‘tish yanada ko‘proq qiziydi,
oqibatda p-n o‘tish ishdan chiqadi.
p-n o‘tishning differensial qarshiligi va sig‘imi uning muhim elektr
parametrlari hisoblanadi.
Differensial qarshilik. U p-n o‘tishning kichik ampli-tudali o‘zgaruvchan
tokka ko‘rsatgan aktiv qarshiligiga ekvivalent bo‘lib,
dI dU R ДИФ /
ifoda bilan
aniqlanadi. Differensial qarshilik VAXning belgilangan nuqtasidagi tiklikka
teskari proporsional. Ideallashtirilgan p-n o‘tish uchun formuladan RDIF ning
analitik ifodasini topish mumkin
q I I kT R ДИФ )
(
0
. (11)
To‘g‘ri siljitilganda I>>I0, shuning uchun
Iq kT R ДИФ
. (12)
p-n o‘tishga to‘g‘ri kuchlanish berilganda RDIF qiymati kichik va
kuchlanish ortishi bilan kamayadi, teskari siljitilganda esa juda yuqori bo‘ladi.
r-n o‘tish sig‘imi. p-n o‘tishdagi qo‘sh elektr qatlam – barer sig‘imini, p-
va n- sohalardagi nomuvozanat noasosiy zaryad tashuvchilar – diffuziya
sig‘imini vujudga keltiradi.
Statik rejimda yoki past chastotali kuchlanish ta’sir etganda p-n o‘tishdagi
tok va kuchlanish orasidagi bog‘liqlik (10) munosabat bilan ifodalanadi. Dinamik
rejimda barer va diffuziya sig‘imlari mavjudligi tufayli (10)dan foydalanib
bo‘lmaydi.
Past chastotalarda p-n o‘tish toki elektron - kovak o‘tishning hamda
yarimo‘tkazgich p- va n- sohalarining aktiv qarshiligi (rB) bilan aniqlanadi.
Yuqori chastotalarda p-n o‘tishning inersiya-dorligi uning sig‘imi bilan
belgilanadi.
p-n o‘tish to‘g‘ri ulanganda chegaradosh sohalarga noasosiy zaryad
tashuvchilar injeksiyalanadi. Buning natijasida p-n o‘tish chegaralari yaqinidagi
yupqa qatlamlarda qiymatlari bir-biriga teng qarama-qarshi ishorali nomuvozanat
noasosiy zaryad tashuvchilar QDIF to‘planadilar. Kuchlanish qiymati
o‘zgarganda injeksiyalangan zaryad tashuvchilar soni, zaryad miqdori o‘zgaradi.
Zaryad-larning
kuchlanish
ta’sirida
bunday
o‘zgarishi
kondensator
qoplamalarida zaryadning o‘zgarishiga o‘xshaydi. Noasosiy zaryad tashuvchilar
bazaga diffuziya hisobiga kelgani sababli bu sig‘im diffuziya sig‘im deb ataladi
va quyidagi formulaga binoan hisob-lanadi:
