N-p o‘tish

p-n oʻtish yoki elektron-teshik oʻtish — har xil turdagi oʻtkazuvchanlikka ega boʻlgan ikkita yarim oʻtkazgichning aloqa maydoni — teshik (p, inglizchadan positive-ijobiy) va elektron (n, inglizchadan negative-manfiy). P-n oʻtish joylarida elektr jarayonlari chiziqli boʻlmagan oqim kuchlanish xususiyatiga ega yarimoʻtkazgichli qurilmalarning (diodlar, tranzistorlar va boshqalar) ishlashi uchun asosdir.

Kosmik zaryad hududlari

P -tipli yarimoʻtkazgichda, qabul qiluvchi dopantni kiritish orqali olinadi, teshiklarning kontsentratsiyasi elektronlar kontsentratsiyasidan ancha yuqori. Donor nopoklik orqali olingan n -tipli yarimoʻtkazgichda elektronlar kontsentratsiyasi teshiklarning kontsentratsiyasidan ancha yuqori. Agar ikkita yarim oʻtkazgich oʻrtasida kontakt oʻrnatilsa, u holda diffuziya oqimi paydo boʻladi — asosiy zaryad tashuvchilar (elektronlar va teshiklar) tasodifiy ravishda ular koʻp boʻlgan joydan ular kamroq boʻlgan joyga oqib oʻtadi va ular bilan qayta birlashadi . bir-biriga, bir-birini, oʻzaro. Natijada, hududlar orasidagi chegara yaqinida deyarli boʻsh (mobil) asosiy zaryad tashuvchilar boʻlmaydi, lekin kompensatsiyalanmagan zaryadga ega boʻlgan nopoklik ionlari qoladi. Chegaraga tutashgan p -tipli yarimo‘tkazgichdagi hudud elektronlar keltirgan manfiy zaryadni, n -tipli yarimo‘tkazgichdagi chegara hududi esa teshiklar olib kelgan musbat zaryadni oladi (aniqrog‘i, manfiy zaryadni yo‘qotadi). elektronlar tomonidan olib ketiladi).

Shunday qilib, yarimoʻtkazgichlar chegarasida qarama-qarshi belgining fazoviy zaryadlari boʻlgan ikkita qatlam hosil boʻlib, birlashmada elektr maydonini hosil qiladi. Bu maydon diffuziya oqimiga qarama-qarshi yoʻnalishda drift oqimini keltirib chiqaradi. Oxir-oqibat, diffuziya va drift oqimlari oʻrtasida dinamik muvozanat oʻrnatiladi va fazoviy zaryadlarning oʻzgarishi toʻxtaydi. Harakatsiz fazoviy zaryadlarga ega boʻlgan tükenmiş joylar pn — oʻtish deb ataladi.

Rektifikator xususiyatlari

Pn birikmasiga asoslangan eng oddiy qurilmaning qurilmasi — yarimoʻtkazgichli diod — va uning sxemalar boʻyicha ramziy koʻrinishi (uchburchak p -mintaqasini bildiradi va oqim yoʻnalishini koʻrsatadi).

Agar yarimoʻtkazgich qatlamlariga shunday tashqi kuchlanish qoʻllanilsa, u tomonidan yaratilgan elektr maydoni ulanishda mavjud boʻlgan maydonga qarama-qarshi yoʻnaltirilgan boʻlsa, u holda dinamik muvozanat buziladi va diffuziya oqimi drift oqimidan tez ustunlik qiladi. kuchlanish kuchayishi bilan ortib boradi. Pn birikmasiga bunday kuchlanish ulanishi toʻgʻridan-toʻgʻri yoʻnalish deb ataladi (ijobiy potentsial p -tipli hududga nisbatan n -tipli hududga nisbatan qoʻllanadi).

Agar tashqi kuchlanish qoʻllanilsa, u tomonidan yaratilgan maydon birlashmadagi maydon bilan bir xil yoʻnalishda boʻlsa, bu faqat kosmik zaryad qatlamlari qalinligining oshishiga olib keladi. Diffuziya oqimi shunchalik kamayadiki, kichik drift oqimi ustunlik qiladi. Pn oʻtish joyiga bunday kuchlanish ulanishi teskari yoʻnalish (yoki qulflash yoʻnalishi) deb ataladi va asosan elektron-teshik juftlarining termal yoki foton hosil boʻlishi bilan belgilanadigan ulanishdan oʻtadigan umumiy oqim teskari oqim deb ataladi.

Sigʻimi

P-n oʻtishning sigʻimi yarimoʻtkazgichlarda p-n oʻtish joyida va undan tashqarida toʻplangan hajm zaryadlarining sigʻimi. P-n oʻtishning sigʻimi chiziqli emas — bu ulanishga qoʻllanadigan tashqi kuchlanishning polaritesi va qiymatiga bogʻliq. Ikki xil p-n -tushish sigʻimlari mavjud: toʻsiq va diffuziya.

Toʻsiq sigʻimi

Toʻsiq (yoki zaryad) sigʻimi birlashmadagi potentsial toʻsiqning oʻzgarishi bilan bogʻliq va teskari moyillik bilan sodir boʻladi. Bu tekis kondansatkichning sigʻimiga teng boʻlib, unda blokirovka qatlami dielektrik qatlam boʻlib xizmat qiladi va p va n birikma hududlari plitalar sifatida xizmat qiladi. Toʻsiqning sigʻimi birlashma maydoniga va yarimoʻtkazgichning nisbiy oʻtkazuvchanligiga bogʻliq.

Diffuziya sigʻimi

Diffuziya sigʻimi ozchilik tashuvchilari (p -mintaqadagi elektronlar va n -mintaqadagi teshiklar) mintaqasida toʻplanish bilan bogʻliq. Diffuziya sigʻimi oldinga kuchlanish ortishi bilan ortadi.

Radiatsiyaga taʼsir qilish

Nurlanishning materiya bilan oʻzaro taʼsiri murakkab hodisadir. Ushbu jarayonning ikki bosqichini koʻrib chiqish shartli ravishda qabul qilinadi: birlamchi va ikkilamchi.

Birlamchi yoki toʻgʻridan-toʻgʻri taʼsirlar elektronlarning siljishi (ionlanish), atomlarning panjara joylaridan siljishi, atomlar yoki elektronlarning siljishsiz qoʻzgʻalishi va moddaning (maqsad) atomlarining bevosita oʻzaro taʼsiri natijasida yadroviy oʻzgarishlardan iborat. zarrachalar oqimi bilan.

Ikkilamchi taʼsirlar ishdan chiqqan elektronlar va atomlar tomonidan strukturaning keyingi qoʻzgʻalishi va yoʻq qilinishidan iborat.

Elektron-teshik juftlarining hosil boʻlishi bilan elektronlarning qoʻzgʻalishi va kristall atomlarini panjara joylaridan siljish jarayonlari eng katta eʼtiborga loyiqdir, chunki bu kristal tuzilishida nuqsonlarning paydo boʻlishiga olib keladi. Agar kosmik zaryad hududida elektron-teshik juftlari hosil boʻlsa, bu yarimoʻtkazgich strukturasining qarama-qarshi kontaktlarida oqim paydo boʻlishiga olib keladi. Ushbu effekt ultra uzoq xizmat muddati (oʻnlab yillar) boʻlgan betavoltaik quvvat manbalarini yaratish uchun ishlatiladi.

Yuqori energiyali zaryadlangan zarralar bilan nurlanish har doim birlamchi ionlanishga va sharoitga qarab atomlarning birlamchi siljishiga olib keladi. Yuqori energiyalar panjara elektronlariga oʻtkazilganda, delta nurlanishi, ion yoʻlidan tarqaladigan yuqori energiyali elektronlar, shuningdek, fotonlar va rentgen kvantlari hosil boʻladi. Pastroq energiyalar kristall panjaraning atomlariga oʻtkazilganda, elektronlar qoʻzgʻatiladi va yuqori energiya zonasiga oʻtkaziladi, bunda elektronlar turli energiyadagi fotonlar va fononlarni (isitish) chiqarish orqali energiyani termoliz qiladi. Elektron va fotonlarning eng keng tarqalgan sochilish effekti Kompton effektidir.

Shakllanish usullari

Aralashmalarning sintezi

Eritish jarayonida bitta kristall nopoklik erish nuqtasiga qadar isitiladi, shundan soʻng kristallning bir qismi nopoklik eritmasida eriydi. Sovutgandan soʻng, monokristal nopoklik moddasi bilan qayta kristallanadi. Bunday oʻtish suyuqlanish deyiladi.

Aralashmalarning tarqalishi

Diffuziya oʻtishini olish texnologiyasi fotolitografiya usuliga asoslangan. Diffuz oʻtishni yaratish uchun kristall yuzasiga fotorezist, yorugʻlik bilan polimerizatsiya qilingan fotosensitiv modda qoʻllanadi. Polimerizatsiya qilinmagan joylar yuviladi, kremniy dioksid plyonkasi oʻyib tashlanadi va nopoklik hosil boʻlgan oynalar orqali kremniy gofretga tarqaladi . Bunday oʻtish deyiladi planar.

Epitaksial kengaytma

Epitaksial oʻsishning mohiyati maʼlum kimyoviy birikmalarning kristall ustidagi dopantlar aralashmasi bilan parchalanishidir. Bunday holda, sirt qatlami hosil boʻladi, uning tuzilishi asl oʻtkazgichning tuzilishining davomi boʻladi. Bunday oʻtish epitaksial deb ataladi.

Manbalar

A. P. Lisenko, L. S. Mironenko. Kratkaya teoriya p-n-perexoda / Retsenzent: prof. F. I. Grigorev. — M.: MIEM, 2002.
V. G. Gusev, Yu. M. Gusev. Elektronika. — 2-e izd. — M.: „Visshaya shkola“, 1991. — 622 s.
K. I. Tapero, V. N, Ulimov, A. M. Chlenov. Radiatsionnie effekti v kremnievix integralnix sxemax kosmicheskogo primeneniya. — M.: 2009 g. — 246 s.