Lidhja pn

Lidhja(Kontakti) pn te materialet gjsmëpërçuese

Fig.1-Struktura bazike e silicit(Si),në çastin e lidhjes PN dhe paraqitja e bartësve kryesorë dhe minorë.Elektronet e lira në regjionin n,afër lidhjes pn fillojnë të shpërndahen përgjatë lidhjes dhe vendosen në vrimat afër lidhjes në regjionin p.

-Kemi nje copëz të pastër të silicit(Si),njëres pjesë të kësaj copëze i shtojmë papastërti trivalente ndërsa pjesës tjetër papastërti pesëvalente,një lidhje e quajtur pn krijohet mes tipeve rezultuese p dhe n te gjysmëpërçuesit.

-Një gjysmëpërçues i tipit p,i përbërë nga atome te silicit dhe atome papastërtie trivalente të borit(B).Atomit të borit(B) i shtohet një vrimë pasi të lidhet me atomet e silicit(Si).Përderisa numri i protoneve është i barabartë me numrin e elektroneve përgjatë gjithë materialit (gjysmëpërçuesit),ai është elektroneutral.

-Nje gjysmëpërçues tjetër i tipit n,i përbër nga atome të silicit(Si) dhe atome papastërtie pesëvalente të antimonit(Sb).Atomi i antimonit(Sb),lëshon një elektron kur lidhet me katër atomet e silicit(Si).Përderisa numri i protoneve është i barabartë me atë të elektroneve(duke përfshirë edhe elektronet e lira)përgjatë gjithë materialit atëherë materiali është elektroneutral.

-Në momentin kur dy materialet e tipeve të ndryshme bashkohen,formojnë te ashtuquajturën lidhjen pn ose kontaktin pn (nga edhe fitohet dioda).

Regjioni p ka më shumë vrima(bartës kryesor) nga atomet e papastërtisë dhe vetëm pak  elektrone të lira(bartës minor) të gjeneruara termikisht.

Regjioni n ka më shumë elektrone të lira (bartës kryesor) nga atomet e papastërtisë dhe vetëm pak vrima(bartës minor) të gjeneruara termikisht.

Formimi i regjionit të varfëruar

-Elektronet e lira në regjionin n normalisht lëvizin në të gjitha drejtimet.Në momentin e formimit të lidhjes pn ,elektronet e lira afër lidhjes në regjionin n fillojnë të përhapen përmes lidhjes brenda në regjionin p ku kombinohen me vrimat afër lidhjes.

Fig.2-Për cdo elektron i cili përhapet përmes lidhjes pn dhe kombinohet me një vrimë,mbetet një ngarkesë pozitive(vrimë) në regjionin n,dhe një negative(elektron) krijohet në regjionin p,duke formuar barrierë potenciali.Kjo vazhdon të ndodhë derisa tensioni i barrierës largon difuzionin.

-Kur formohet lidhja pn,regjioni n i humbë elektronet e lira pasi që ato shpërndahen përtej lidhjes.Kjo krijon një shtresë të ngarkesave pozitive (joneve pozitive pesëvalente),afër lidhjes pn.Pasi që elektronet lëvizin përmes lidhjes pn,regjioni p i humbë vrimat pasi të kombinohen elektronet me vrima.Kjo krijon një shtresë negative të ngarkesave (joneve trivalente) afër lidhjes pn.

-Këto dy shtresa të ngarkesave pozitive dhe negative formojnë regjionin e varfëruar,siç është treguar në (Fig.2). -Ky regjion quhet i varfëruar për shkak të mungesës së bartësve të lirë .Regjioni i varfëruar krijohet shumë shpejtë dhe është shumë më i hollë në krahasim me regjionin p dhe n.

-Përderisa elektronet vazhdojnë të difuzohen(shpërndahen) përtej lidhjes pn,dhe shumë e më shumë ngarkesa pozitive dhe negative të jenë krijuar afër lidhjes pn,derisa të jetë krijuar regjioni i varfëruar.Kusht ky i cili arrihet kur totali i ngarkesave negative në regjionin e varfëruar mohojnë përhapjen e elektroneve në regjionin p(sikurse ngarkesat e emrave të njëjtë që dëbohen) dhe difuzioni ndalet.Me fjalë të tjera regjioni i varfëruar sillet sikur një barrierë për lëvizjen e mëtejme të elektroneve përtej lidhjes pn.

Barriera e potencialit

-Barrierë e potencialit quajmë ndryshimin e potencialit të fushës elektrike në regjionin e varfëruar dhe shumën e tensionit që nevojitet për ti lëvizur elektronet përmes(përtej) fushës elektrike,dhe shprehet në volt(V).
-Barriera e potencialit varet nga disa faktorë :
1.Tipi i materialit gjysmëpërçues
2.Dopingu dhe
3.Temperatura
-Barriera e potencialit për silicin(Si) është ≈ o.7(V) dhe për germaniumin(Ge) është ≈0.3(V),në temperaturë 25 °C.

---

Referime: