6.Тепе-теңдіктегі p-n ауысудың энергетикалық диаграммасын келтіріңіз.
Егер жартылай өткізгіштер ұштарына кернеу берілсе, онда электрондар да, кемтіктер де қозғалысқа түседі. Жалпы ток электрондар мен кемтіктер жасайтын токтардың қосындысына тең. Таза жартылай өткізгіштердің электр өткізгіштігі меншікті өткізгіштік деп аталады, олардағы электрондар саны мен кемтіктер саны өзара тең.
Жасанды жолмен жартылай өткізгіштегі еркін электрондардың санын не кемтіктердің санын көбейтуге болады. Ол үшін кремний кристалына бес валентті мышьяк атомдарын, болмаса үш валентті индий атомдарын ендіреді. Бірінші жағдайда кемтіктеріне қарағанда электрондары өте көп жартылай өткізгіш қоспа алынады, оны n –типті (negativus – теріс сөзінің бас әріпі) жартылай өткізгіш деп атайды. Ал, екінші жағдайда – кемтік саны көп болады, мұндай қоспаны р –типті (positivus – оң сөзінің бас әріпі) жартылай өткізгіш деп атайды. Ондай жағдайда n –типті жартылай өткізгіштердегі негізгі заряд тасымалдаушы – электрондар, ал р –типті жартылай өткізгіштерде – кемтіктер болып қалады.
р – n - ауысу. Жартылай өткізгіштерге тән қасиеттердің ең маңыздысы - әр типті екі жартылай өткізгіштердің түйісуі екендігі, оның р-n – ауысу деп аталатындығы айтылады. р-n – ауысу қасиетін түсіндіруді тәжірибеден бастаған тиімді. Жартылай өткізгішті диодтың бір бағытта токты жақсы өткізетіндігін, екінші бағытта өте нашар өткізетіндігі көрсетіледі.
7.Реал p-n ауысудың және идеал p-n ауысудың вольт-амперлік сипаттамалары арасындағы айырмашылық неде?
Идеалды p-n ауысу деп реалды p-n ауысудың жеңілдетілген түрі болып табылатын p-n ауысуды айтады. Оған мынандай шарттар қойылады:
Барлық кернеу p-n ауысуға түсіріледі. p-n ауысудың облыстарына түсірілетін кернеуді есепке алмаймыз.
p-n ауысудың ені аз болады. (p-n ауысуда электрондық-кемтіктік жұптардың генерациясы және рекомбинациясы секілді құбылыстар болмайды.
p-n ауысудың сипаттамалары тесіп өту шамаларының аз мәндерінде кері кернеу жағдайларында қарастырылады.
p-n ауысудың шекаралары жазық. Заряд тасымалдаушылар осы шекараларға перпендикуляр бағытта ғана қозғалады. Шеттік эффектілер ескерілмейді.
p-n ауысудың вольт- амперлік сипаттамасы деп p-n ауысудың тогының оған түсірілген кернеуге тәуелділігін айтады - I=f(U).
p-n ауысудың шекарасындағы диффузия тогының тығыздығы былай анықталады
;
.
Реалды р-n ауысудың вольт-амперлік сипаттамасының тура бөлігі деп ауысудың тура тогының тура кернеуге тәуелділігін Iпр=f(Uпр) айтады. Ол былай сипатталады:
Және ол 16-суретте (1қисығы) көрсетілгендей экспоненциалды болуы керек. Реалды р-n ауысудың вольт-амперлік сипаттамасының тура бөлігі 2 қисығымен суреттелген. Тура бөлігіне р-n ауысу жасауға қолданылған жартылайөткізгіш материалы; р-n ауысу базасының кедергісі; қоршаған орта температурасы әсер етеді.
Сипаттама экспоненциалдыға тек тәуелділіктің бас жағында ОА бөлігінде ғана жақын. Одан кейін токтың тура кернеу өскен кезде артуы баяулайды. Ал сипаттама АВ бөлігінде өзгереді. Бұл сипаттаманың бөлігі омдық д.а. (базаның көлемдік кедергісі rБ әсер етуіне байланысты). rБ арқылы ток өткен кезде кернеу төмендейді:
,
Осыны есепке алғанда вольт-амперлік сипаттама келесі түрге келеді:
.
