Yarimo’tkazgichlarda tok tashuvchilar dreyf tezligi va harakatchanligi

|
Yarimo’tkazgichlarda tok tashuvchilar dreyf tezligi va harakatchanligi
|
bet | 8/23 | Sana | 18.01.2024 | Hajmi | 2,03 Mb. | | #140347 |
Bog'liq Book practise for Semicon (2)
Asosiy tushunchalar
1. Elektronlarning dreyf (siljish) tezligi.
Dreyf tezlik (Vd) bu elektronlarning berilgan elektr maydon tasirida bosib o’tgan o’rtacha yo’lining, shu yo’lni bosib o’tish uchun sarflangan vaqtga nisbatiga teng bo’ladi, ya’ni
, ya’ni
2. Dreyf tok zichligi:
- elektronlar uchun ,
- kovaklar uchun ,
bu yerda, E- elektr maydon kuchlanganligi.
3. Yarimo’tkazgichlarda to’la tok qonuni:
– n –tipli yarimo’tkazgichlarda
– p –tipli yarimo’tkazgichlarda
4. Elektron va kovaklar uchun diffuziya uzunligi;
va
bu yerda, τn, τp, – turg’un bo’lmagan zaryad tashuvchilarning yashash vaqti, Ln, Lp -diffuziya uzunligi, Dn, va Dp – mos ravishda elektronlar va kovaklarning diffuziya koeffitsiyenti.
Mavzuga doir masalalar
1. Uncha katta bo’lmagan konsentratsiyali noasosiy tok tashuvchilar bir jinsli yarimo’tkazgich kristalning bir nuqtasiga kiritildi. Kristal kesimi bo’ylab 10 V/cm elektr maydon berildi va bunda noasosiy tok tashuvchilar 1 cm masofaga 20 μs da ko’chdi. Bu jarayonda harakatchanlik (cm2/V·s) qanchaga teng bo’ladi?
Berilgan:
Elektr maydon kuchlanganligi E=10 V/cm
Noasosiy tashuvchi bosib o’tgan masofa 1 cm.
Sarflangan vaqt 20 μs.
μ – ?
Yechilishi:
Shunday qilib,
Siljish(drayf) tezlik υd=μE bundan harakatchanik,
μ= υd /E =50,000/10=5,000 cm2/V·s.
μ= 5,000 cm2/V·s.
Javob: μ= 5,000 cm2/V·s.
2. Elektronlarning kremniydagi siljish (dreyf) tezligi qanday?
Yechilishi:
Drift tezligi elektr maydoniga mutanosibdir.
υd E,
υdn μnE (elektronlar uchun siljish(dreyf) tezlik)
Bu yerda μn=qτc /mn
Bu yerda τc to’qnashuvlar orasidagi o’rtacha vaqt.
Si uchun quyidagi racmdagi ko’rinishda bo’ladi:
E elektr maydon kuchlanganligining kichik qiymatlari uchun μn doimiy bo'lib qoladi va siljish tezligi E ga mutanosib bo’ladi, ammo E juda yuqori bo’lganda, berilgan racmda ko’rsatilgandek siljish tezligi to’yingan bo’ladi.
3. Yarim o’tkazgichlarda dreyf tok nimalarga bog’liq bo’ladi.
Yechilishi: dreyf tok quyidagiga teng bo’ladi,
Yuqoridagi munosabatdan ko’rinadiki, dreyf tok elektr maydoniga va tok tashuvchilarning kontsentratsiyasiga bog’liq ekan.
Javob: elektr maydoniga, hamda tok tashuvchining kontsentratsiyasiga bog’liq.
4. Germaniy namunasida donorlar konsentratsiyasi Nd=2×1020 m-3. Elektronning effektiv massasi me*=1.57m0, donorlar sochilish markazi radiusi r=5×10-2 μm. 300 K haroratda o’tracha erkin yugurish yo’lining uzunligi va to’qnashishlar orasidagi o’rtacha vaqt nimaga teng? Elektonlar harakatchanligini aniqlang?
Berilgan:
Nd=2×1020 m-3
r=5×10-2 μm
λ – ? τ – ? μ – ?
Yechilishi:
Erkin yugurish yo’lining uzunligi λ=1/(Nπr2), bu yerda r- sferik markaz radiusi, N- zaryad tashuvchilar konsentratsiyasi.
λ=1/(Nπr2)= 1/(2·1020·3.14·25·1016)=0.64·10-6 m.
to’qnashishlar orasidagi o’rtacha vaqt ifoda bilan aniqlanadi. Bu yerda υ-elektronlarning o’rtacha tezligi.
Ma’lumki elektronlar kinetik energiyasi tengligidan, to’qnashishlar orasidagi vaqt
Elektronlar harakatchanligi ga teng bo’ladi.
Javob: λ=0.64·10-6 m, τ=0.69·10-11 s, μ=0.77 m2/(V·s).
|
| |