-rasm. Metall va yarim o‘tkazgich orasida kontakt potensiallar ayirmasini hosil bo‘lishi

|
-rasm. Metall va yarim o‘tkazgich orasida kontakt potensiallar ayirmasini hosil bo‘lishi
|
bet | 30/52 | Sana | 19.02.2024 | Hajmi | 1,96 Mb. | | #158642 |
Bog'liq O‘zbekiston respublikasi oliy va o‘rta maxsus ta’lim vazirligi m21-rasm. Metall va yarim o‘tkazgich orasida kontakt potensiallar ayirmasini hosil bo‘lishi.
qiymatga ega bo‘lgan potensiallar ayirmasi hosil bo‘ladi (21-rasm). Natijada yarim o‘tkazgichdan chiqayotgan elektron qo‘shimcha potensial barerni yengib o‘tishi kerak. Shunday qilib, yarim o‘tkazgichda elektronlarning chiqish ishi bo‘lib qoladi. Metallda esa o‘zgarmay qoladi. Bu esa yarim o‘tkazgichdan chiqayotgan elektronlar oqimining kamayish o‘tkazgichga, yarim o‘tkazgichdan chiqayotgan elektronlar esa metallga tushishi mumkin. 21-rasmdan ko‘rinadiki, qattiq jismdan chiqayotgan elektronlar soni chiqish ishiga eksponensial bog’langandir. Qattiq jismlarda chiqish ishi har hil qiymatlarni qabul qilganligi uchun bir hil haroratlarda har hil qattiq jismlardan teng vaqtlardagi chiqayotgan elektronlarning soni ham bir-biridan farqli bo‘ladi. Demak, metall bilan yarim o‘tkazgichning qaysi birida kichik bo‘lsa, undan chiqayotgan elektronlarga qaraganda unga kelib tushayotgan elektronlar soni kam bo‘ladi. Lekin bu farq, muvozanatlashga qadar davom etib, muvozanat yuz berganda ikkala oqim tenglashib qoladi.
T ushuntirish oson bo‘lishi uchun bo‘lgan holni ko‘rib chiqaylik. Bunday holda, yarim o‘tkazgichdan chiqayotgan elektronlar oqimi metalldan chiqayotgan elektronlar oqimiga qaraganda katta bo‘ladi, natijada metall manfiy, yarim o‘tkazgich esa musbat zaryadlanib qoladi. Muvozanat holatda, bular orasida ma’lum qiymatga ega bo‘lgan potensiallar ayirmasi hosil bo‘ladi. Natijada, yarim o‘tkazgichdan chiqayotgan elektron qo‘shimcha potensial barerni yengib o‘tishi kerak. Shunday qilib, yarim o‘tkazgichda elektronlarning
chiqish ishi bo‘lib qoladi. Metallda esa o‘zgarmay qoladi. Bu esa yarim o‘tkazgichdan chiqayotgan elektronlar oqimining kamayishiga olib keladi. Metall bilan yarim o‘tkazgich orasidagi potensial farq muvozanat holat yuz berganga qadar o‘sib boradi. Muvozanat holatda metalldan chiqayotgan elektronlar bilan yarim o‘tkazgichdan chiqayotgan elektronlar oqimi teng bo‘lib qoladi, ya’ni:
(3.13)
Bundan, kontakt potensial ayirmasi,
(3.14)
ga teng bo‘ladi.
Metall bilan yarim o‘tkazgich bevosita kontaktda bo‘lsa, hosil bo‘lgan elektr maydon faqat kontaktning o‘zidagina bo‘lmay, yarim o‘tkazgichning ichiga ham kirib boradi. Chunki, metallga o‘tgan elektronlar sonining 1 yuzga to‘g’ri kelgan miqdori metallning o‘zida bo‘lgan elektronlarning sirt zichligidan kichikdir, yarim o‘tkazgichlardan esa 1 yuz orqali chiqib ketgan elektronlar yarim o‘tkazgichning sirtidagi elektronlarning sirt zichligidan ancha kattadir. Shu sababli, yarim o‘tkazgichdagi hosil bo‘lgan musbat zaryadlar bir tekislikda yotmay, ma’lum hajmda joylashgandir. Shu hajmga tushib qolgan elektronlar energiyasi yarim o‘tkazgichning boshqa qismidagi o‘tkazuvchailikda ishtirok eta oladigan elektronlarning energiyasiga qaraganda o‘zgacha bo‘ladi. Sabab, elektronning to‘liq, energiyasi kontaktda hosil bo‘lgan elektr; maydonda olgan energiyasi hisobiga o‘zgaradi. Agar yarim o‘tkazgichda kontaktdan uzoqda turgan elektronning energiyasini bilan belgilasak, kontaktlashgan sirtiga yakinlasha borgan sari energiyasi o‘zgarib borib, ga teng bo‘lib qoladi. Elektr maydon yo‘q joyda " bo‘lib, elektronning energiyasi yana ga teng. Shu sababli, metall bilan yarim o‘tkazgich orasidagi masofa kamayib borgan sari o‘tkazuvchanlik zonasining pastki qismi egrilashadi. Biz ko‘rayotgan holda yuqoriga qarab, ya’ni energiyaning ortib borish tomoniga qarab egrilashadi. Hosil bo‘lgan tashqi maydon kuchlanganligi atomlar maydoni kuchlanganligidan kichik bo‘lganligi uchun yarim o‘tkazgichning energetik sxemasida xech qanday o‘zgarish yuz bermaydi. Shuning uchun o‘tkazuvchanlik zonasining pastki qismi ancha egrilashsa, valentlik zonasining ustki qismi ham shuncha egrilashadi. Muvozanat holatda Fermi energetik satxi metall va yarim o‘tkazgichning energetik sxemasida bir xil balandlikda yotadi (22-rasm).
|
| |