2.6 rasm. n r otishning xosil bolishi: a kristallarning bir biriga tegishigacha bolgan tarkibi
b berkituvchi qatlamlarning hosil bolishi, v yarim otkazgich chegarasidagi kontakt potentsiallar farqi.
Agar tashqi manbani yarim otkazgichga, yuqorida korsatilganga nisbatan, teskari qutbli qilib ulansa (manfiy qutb «n» turli kristallga va musbat qutb «r» turli kristallga), tashqi elektr maydonning (E2) kuch chiziqlari yonalishi berkituvchi qatlam elektr maydoni (E1) kuch chiziqlariga qarama qarshi yonalishda bolib qoladi (2.7. b-rasm). Bunda «n-r» otish elektr maydonining tormozlash tasiri maolum darajada kompensasiyalanadi va undan ancha katta togri tok oqib otadi, chunki berkituvchi qatlam torayadi. Tokning bunday yonalishi togri ulash deyiladi (2.7.v, g-rasm). Yaxshi yarim otkazgichlardagi qarshilik togri va teskari ulanishlarda kamida on martaozgaradi. «r n» otishning ventil (bir tomonlama otkazish) xususiyatidan yarim otkazgichli asboblar diod, tranzistor, tiristorlar va x.z. lar yasashda keng foydalaniladi.
2.7 rasm. Yarimotkazgichlardagi togri va teskari yonalishlarning xosil bolishi: a teskari yonalish, b potentsiallar farqining n-r-zona kengaygandagi ozgarish taksimoti v togri yonalish, g kontakt potentsiallar farqining n-r zona toraygandagi ozgarish taksimoti.
2.3. YARIM OTKAZGICHLI DIODLAR UMUMIY TUSHUNCHALAR
Klassifikasiyasi va belgilanish sistemalari. yarim otkazgichli diodilarning tuzilishi va kattaliklari.
Yarim otkazgichli diod deb, mavjud texnologik usullaridan biri qollanilib «n-r» otish xosil qilingan yarim otkazgich kristalliga aytiladi.
2.8-rasmda «r-n» otish ega bolgan yarim otkazgichli diodning volt-amper tavsifnomasi (vat) keltirilgan.
Diodning vat juda kop faktorlarga bogliq. Masalan: tashqi tasir, kontakt soxasining geometrik olchamlariga, tok toshuvchilar miqdoriga, teskari kuchlanish kattaligiga va x.k.
Amaliy jixatdan bu faktorlarni teskari tokka bolgan tasiri katta. Masalan, muxit xaroratining kotarilishi yoki teskari kuchlanishning biror qiymatgacha oshirilishi teskari tokning birdaniga kopayib ketishi natijasida r-n otishning buzilishiga (kuyishiga) sabab boladi.
Umuman olganda r-n otishning buzilishi turlari xilma-xil boladi.
Shulardan issiqlik va elektr buzilishini koraylik.
Issiqlik buzilishi solishtirma qarshiligi etarlicha katta va r-n otish soxasi keng bolgan yarim otkazgichlarda kuzatiladi. Yarim otkazgichning qizishi bilan kristall panjaraning issiqlik xarorati ortadi va koplab elektronlar valent boglanishlarini uzib erkin elektronga aylanadi. Natijada kristallning xususiy otkazuvchanligi ortadi. Bunda yarim otkazgichning qizishi faqat tashqi muxit xaroratining ortishi bilan belgilanmaydi. r-n otishdan otadigan tok ham uning qizishiga olib keladi. Agar r-n otishda ajraladigan issiqlikni yoqotish chorasi korilmasa, issiqlik buzilishi maydon kuchlanganligining kichik qiymatlarida xam sodir bolishi mumkin. Elektr buzilishi asosiy bolmagan tok tashuvchilar sonining yarimotkazgich xajmidagi elektr maydon kuchlaganligi ortishi tufayli sodir boladi. Bunda maydon kuchlanganligi ortishi bilan tok tashuvchilarning xarakat tezligi ortadi. Natijada urilish tufayli ionlashishning kuchkisimon kopayishi vujudga keladi. U r-n otishning buzilishiga olib keladi. Ikkinchi tomondan, maydon kuchlanganligining ortishi avtoelektron emissiya xodisasiga xam sabab boladi. Buning natijasida xam buzilish sodir boladi. Keng r-n otishda diodlarda urilish ionlanishi tufayli, tor r-n otishli diodlarda esa, avtoelektron emissiya tufayli buzilishi sodir boladi. elektr buzilishining issiqlik buzilishidan farqi shundaki, unda keng r-n otishda diodlarda urilish ionlanishi tufayli, tor r-n otishli diodlarda esa, avtoelektron emissiya tufayli buzilishi sodir boladi. Elektr buzilishining issiqlik buzilishidan farqi shundaki, unda kuchlanish ozgarishining biror oraligida teskari tok kuchlanishiga bogliq bolmay qoladi va jarayon qaytar boladi, yani maydon kuchlanganligi yoqolishi bilan boshlangich xolat tiklanadi.
2.9-rasmda yarim otkazgichli diodning toliq volrt-amper tavsifnomasi korsatilgan.
2.9 rasm. Yarim otkazgich diodning toliq volt-amper tavsifnomasi.
Unda 1-chiziq issiqlik buzilish, 2-chiziq esa elektr buzilishini korsatadi. Kontakt soxasining kengiligiga qarab yarim otkazgichli diodlar nuqtaviy va yassi diodlarga ajratiladi. Biz tanishgan diodlar yassi diodlardir. Ulardan togri tokning kattaligi kontakt yuzasi kengligiga bogliq bolib, qiymati bir necha milliamperdan bir necha yuz ampergacha etadi.
Nuqtaviy diodlarning kontakt yuzasi juda kichik boladi. Ular nuqta kontaktli payvandlash yoli bilan xosil qilinadi. Nuqtaviy diodlarning yassi diodlardan afzalligi shundaki, ularning r-n otish sigimi juda kichik boladi. Shuning uchun ularni yuqori chastotali qurilmalarda ishlatish mumkin.
Xozirgi paytda infraqizil, ulrtrabinafsha va korinuvchi nurlar spektorini sezuvchi optoelektron diodlar katta qiziqish uygotmoqda.
2.10 rasmda diodlarning sxemadagi shartli belgilanishi keltirilgan.
2.10 rasm. Yarim otkazgich diodlarining sxemadagi shartli belgilanishi.
1 diod, 2 tunnelli diodi, 3 stabilitron, 4 Varikap.
GOST 1086272 ga muvofiq, diodlar quyidagicha markalanadi. Birinchi element xarf yoki raqam bolib foydalanilgan yarim otkazgich materialni bildiradi. G yoki I germaniy; K yoki 2 kremniy; A yoki 3 galliy arsenid. Ikkinchi element (xarf) diodlarning klassini korsatadi.
Ts togrilagich ustunchalari; S stabilitronlar; V Varikaplar;
I tunnelli diod; A yoruglik diodlari; od optronlar va xokazo.
Uchinchi element (son) diodning xususiyatini aniqlaydi. Tortinchi va beshinchi elementlar (sonlar) diodlarning texnologik ishlab chiqarish tartibini (0,1 dan 99 gacha) belgilaydi. Oltinchi element (xarf) diodning parametrik gruppasini aniqlaydi (parametrlar maxlumotnomalardan olinadi). Masalan: «g D 10 7 A» quyidagicha tushuntiriladi: germaniy kristallidan tayyorlangan (g) yarim otkazgichli nuqtaviy (D), kichik quvvatli (I), 7 ishlab chiqarishda (07), «A» gruppa (togri tok 0,02 A, togri kuchlanish IB, teskari tok 0,02 teskari kuchlanish I5B) ga xos diod.
«3 0 D I 0 I A» arsenid galliy yarim otkazgichli materialidan tayyorlangan optron juftli diod, birinchi ishlab chiqarilishi, parametrik gruppasi «A» (otkazish koeffisienti I%, kirish kuchlanishi 1,5 V) va x.z.
TOG'RILAGICH DIODLARI VA USTUNCHALAR
Turli togrilagich sxemalarida yassi yuzali diodlar ishlatiladi. Buning uchun qotishma yoki diffuzion texnologiya usuli bilan olingan yassi yuzali kremniy diodlari, togrilagich ustunchalari keng ishlatiladi. Diodlar xammasi katta yuzali «r n» otishga ega bolib, togri yonalishda katta (50A gacha bolgan) toklarni otkazish xususiyatiga ega. Togrilagich ustunchalari ketma ket ulangan bir xil turli diodlardan iborat bolib, plastmassa korpusga joylashtiriladi. Ustunchalar katta (15000B gacha) teskari kuchlanishga moljallangan bolib, elektron asboblarning yuqori kuchlanishli bloklarida keng qollaniladi. 2.11-rasmda kremniy asosli yassi yuzali togrilagich diodlari va ustunchalarining (V) tuzilishi, volt amper tavsifnomasi (vat) oilasining xaroratga boglikligi korsatilgan. Bunday diodlarning asosiy parametrlari bolib quyidagilar xisoblanadi: