mavzuga doir masalalar - Solved problems

mavzuga doir masalalar
1. Kirishmalar kontsentratsiyasi bir xil bo’lgan p-tipidagi kremniy namunasi va n-tipdagi kremniy namunasining o’tkazuvchanligini taqqoslang.
berilgan: yarimo’tkazgichlarda elektronlarning harakatchanligi (µn) kovaklar harakatchanligi(µp)dan doimo katta bo’ladi. Odatda kremniy uchun harakatchanlik qiymatlari,
µn = 1350 cm2/V·s
µp = 480 cm2/V·s bo’ladi.
Yechilishi:
Demak, µn > µp
Elektronli o’tkazuvchanlik; n = n q μn
Kovakli o’tkazuvchanlik; p = p q μp
Kirishmalar konsentratsiyasi n=p bo’lganligi uchun n > p. Javob: n > p .
2. Yarimo’tkazgich materialda xususiy tok tashuvchilri konsentratsiyasi 1.5 × 1016 m–3, elektron va kovaklarning harakatchanligi mos ravishda 0.13 va 0.05 m2 V– 1s–1 bo’lsa, shu yarimo’tkazgich materialning o’tkazuvchanligini hisoblang.
Berilgan:
σ–?
Yechilishi:
yarimo’tkazgich materialning o’tkazuvchanligini quyidagi formula yordamida ifodalanadi:
,
Javob: O’tkazuvchanligi ga teng ekan.
3. Xona haroratida Ge ning xususiy tok tashuvchilari konsentratsiyasi 2.37 × 1019 m-3 ni tashkil qiladi. Agar elektron va kovaklarning harakatchanligi mos ravishda 0.38 va 0.18 m2 V– 1 s– 1 bo’lsa, uning solishtirma qarshiligini hisoblang.
Berilgan:
Solishtirma qarshiligi
Yechilishi:
O’tkazuvchanligi esa quyidagi ifoda yordamida topiladi,
Solishtirma qarshiligini esa quyidagicha topamiz
,
Solishtirma qarshiligi
Javob:
4. Yarimo’tkazgichning xususiy tok tashuvchilari konsentratsiyasi 2.1×1019 m–3 ga teng. Elektronlar va kovaklar harakatchanligi mos ravishda 0.4 va 0.2 m2 V–1 s–1. O’tkazuvchanligini hisoblab toping.
Berilgan:
σ–?
Yechilishi:
O’tkazuvchanligi
Javob:
5. Si uchun xona haroratida elektron va kovakalar harakatchanligi mos ravishda 0.135 m2 V–1 s–1 va 0.048 m2 V–1 s–1. Agar tok tashuvchilar konsentratsiyasi 1.5 × 1016 m–3 bo’lsa, Si ning xona haroratidagi solishtirma qarshiligini aniqlang.
Berilgan:
ni=1.5×1016m-3.
μe=0.135 m2 V–1 s–1
μh=0.048 m2 V–1 s–1
ρ–?
Yechilishi:
Avval Si uchun xona haroratida o’tkazuvchanligini, so’ngra solishtirma qarshiligini aniqlaymiz,
1) Elektr o’tkazuvchanligi
2) Solishtirma qarshiligi ρ
6. Yarimo’tkazgich Ge Germaniyning p-tipli namunasini olish uchun xususiy tok tashuvchilari konsentratsiyasi ni= 2.1 × 1019 m–3 bo’lgan Ge ga 4.5 × 1023 atom/m3 Bor atomlari kiritildi. Elektron va kovaklar harakatchanligi mos ravishda 0.4 va 0.2 m2 V–1s–1. Bor atomlarini kiritishdan oldin va keyin uning o’tkazuvchanligi qanday bo’ladi?
Berilgan:
ni = 2.1 × 1019 m–3.
μe = 0.4 m2 V-1s-1.
μh = 0.2 m2 V-1s-1.
σ1–? σ2–?
Yechilishi:
a) bor atomlari kiritilishidan oldingi o’tkazuvchanligi σ1
σ1=nie(μe+μp)= 2.1×1019×1.6×10-19×(0.4+0.2)=2.016 Ω-1m-1.
b) Bor atomlari p-tipli akseptor kirishma atomlaridir. Bor atomlari qo’shilgandan keyingi o’tkazuvchanligi,
2=peμh= 4.5×1023×1.6×10-19×0.2=14400 Ω-1m-1.
Javob: 2=14400 Ω-1m-1.
7. Uzunligi, eni va qalinligi 1 mm dan bo’lgan xususiy yarimo’tkazgich Ge bo’lakchasining 300 K haroratdagi qarshiligini toping. 300 K haroratda xususiy tok tashuvchilar konsentratsiyasi 2.5×1019 m–3, elektron va kovaklar harakatchanligi mos ravishda 0.39 and 0.19 m2 V–1 s–1 ga teng.
Berilgan:
Uzunligi l=1mm=10-3 m
Kengligi d=1mm=10-3 m
Qalinligi s=1mm=10-3 m
Xususiy tok tashuvchilar konsentratsiyasi ni= 2.5×1019 m–3.
elektronlar harakatchanligi μe=0.39 m2V–1 s–1
kovaklar harakatchanligi μp=0.19 m2V–1 s–1
R–?
Yechilishi:
1) Yarimo’tkazgichning o’tkazuvchanligi quyidagiga teng
2) Qarshiligini quyidagicha aniqlaymiz,
, ,
Javob:
8. T=300 K haroratda yarimo’tkazgichning kovaklar harakatchanligi va kT/q=26 mV. Kovaklarning diffuziya koeffitsiyenti Dp (cm2/s) ni toping.
Berilgan:
T=300 K,
Kovaklar harakatchanligi
kT/q=26 mV
Kovaklarning diffuziya doimiysini toping Dp –?
Yechilishi:
Eynshteyn tenglamasi ikki muhim doimiyni ya’ni diffuziya va harakatchanlikni o’zaro bog’laydi.
Demak, ,
Javob: Dp=13 cm2/s.
9. Kremniy namunasi donor kirishma bilan konsentratsiyasi 1016/cm3 gacha legirlangan. Namunada elektron va kovaklar ning harakatchanligi mos ravishda µn =1200 cm2/V·s va µp= 400 cm2/V·s ga teng. Kirishmalar to’laligicha ionlashgan deb taxmin qilinadi. Elektronning zaryadi 1.6×10-19 C. Namunaning solishtirma qarshiligini toping?
Berilgan:
ND=1016/cm3
µn =1200 cm2/V·s
µp= 400 cm2/V·s
ρ-?
Yechilishi:
O’tkazuvchanligi ,
Demak, solishtirma qarshilik
,
Javob:
10. 20°C haroratda o’lchamlari 0.25×0.25×0.05 cm bo’lgan parallelopiped shaklidagi yarimo’tkazgich namunasining zaryad tashuvchilari kontsentratsiyasi 1015 cm-3 ga teng. Ingichka tomonlariga 20 V kuchlanish qo’yilganda, harakatchanlik 500 cm2/V·s bo’lsa, u holda namuna orqali o’tadigan tokni aniqlang.
Berilgan:
a×b×h=0.25×0.25×0.05 cm
n=1015 cm-3
U=20 V
μ=500 cm2/V·s
I – ?
Yechilishi:
Ma'lumki, qarshilik quyidagi ifoda bilan aniqlanadi.
Elektr o'tkazuvchanlik uchun biz quyidagi ifodani ishlatamiz.
Namunaning kesimi ga tengdir. U holda qarshilik quyidagicha bo’ladi:
Yuqoridagilarni Om qonuniga qo’ysak,
(1)
(1) ifoda hosil bo’ladi. Bu yerda a=b. Qiymatlarini qo’ysak I=0.8 mA.
Javob: I=0.8 mA.
|