Π Π°ΡΡΡΡ ΠΏΠ°ΡΠ°ΠΌΠ΅ΡΡΠΎΠ² ΠΏΠΎΠ»ΡΠΏΡΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²ΡΡ ΠΏΡΠΈΠ±ΠΎΡΠΎΠ²
ΠΠΎΡΡΡΠΈΡΠΈΠ΅Π½Ρ ΠΈΠ½ΠΆΠ΅ΠΊΡΠΈΠΈ ΡΠΌΠΈΡΡΠ΅ΡΠ° Π³=0,995, ΠΊΠΎΡΠΎΡΡΠΉ ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·ΡΠ²Π°Π΅Ρ, ΠΊΠ°ΠΊΡΡ Π΄ΠΎΠ»Ρ ΠΏΠΎΠ»Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΡΠΎΠΊΠ° ΡΠΌΠΈΡΡΠ΅ΡΠ° ΡΠΎΡΡΠ°Π²Π»ΡΠ΅Ρ ΠΏΠΎΠ»Π΅Π·Π½ΡΠΉ ΡΠΎΠΊ ΠΈΠ½ΠΆΠ΅ΠΊΡΠΈΠΈ Π½Π΅ΠΎΡΠ½ΠΎΠ²Π½ΡΡ (Π΄Π»Ρ Π±Π°Π·Ρ) Π½ΠΎΡΠΈΡΠ΅Π»Π΅ΠΉ ΠΈΠ· ΡΠΌΠΈΡΡΠ΅ΡΠ° Π² Π±Π°Π·Ρ, ΠΎΠΏΡΠ΅Π΄Π΅Π»ΡΡΡΠΈΠΉ ΡΠΏΡΠ°Π²Π»ΡΠ΅ΠΌΡΡ ΡΠ°ΡΡΡ Π²ΡΡ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΡΠΎΠΊΠ° Π² ΠΊΠΎΠ»Π»Π΅ΠΊΡΠΎΡΠ½ΠΎΠΉ ΡΠ΅ΠΏΠΈ. Π ΡΠ΅ΠΌ Π±Π»ΠΈΠΆΠ΅ ΠΊΠΎΡΡΡΠΈΡΠΈΠ΅Π½Ρ Π³ ΠΊ Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡΠ΅, ΡΠ΅ΠΌ ΡΡΡΠ΅ΠΊΡΠΈΠ²Π½Π΅Π΅ ΠΈΠ½ΠΆΠ΅ΠΊΡΠΈΡ; Π ΡΠ°Π±ΠΎΡΠ΅ΠΌ Π΄ΠΈΠ°ΠΏΠ°Π·ΠΎΠ½Π΅ ΡΠ΅ΠΌΠΏΠ΅ΡΠ°ΡΡΡ ΠΏΡΠ°ΠΊΡΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΈ Π²ΡΠ΅ Π°ΡΠΎΠΌΡ ΠΏΡΠΈΠΌΠ΅ΡΠΈ ΠΈΠΎΠ½ΠΈΠ·ΠΈΡΠΎΠ²Π°Π½Ρ, ΠΈ ΠΏΡΠ΅Π½Π΅Π±ΡΠ΅Π³Π°Ρ… Π§ΠΈΡΠ°ΡΡ Π΅ΡΡ >
Π Π°ΡΡΡΡ ΠΏΠ°ΡΠ°ΠΌΠ΅ΡΡΠΎΠ² ΠΏΠΎΠ»ΡΠΏΡΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²ΡΡ ΠΏΡΠΈΠ±ΠΎΡΠΎΠ² (ΡΠ΅ΡΠ΅ΡΠ°Ρ, ΠΊΡΡΡΠΎΠ²Π°Ρ, Π΄ΠΈΠΏΠ»ΠΎΠΌ, ΠΊΠΎΠ½ΡΡΠΎΠ»ΡΠ½Π°Ρ)
Π Π°ΡΡΡΡ ΠΏΠ°ΡΠ°ΠΌΠ΅ΡΡΠΎΠ² ΠΏΠΎΠ»ΡΠΏΡΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²ΡΡ ΠΏΡΠΈΠ±ΠΎΡΠΎΠ²
1. Π Π°ΡΡΠ΅ΡΠ½ΠΎΠ΅ Π·Π°Π΄Π°Π½ΠΈΠ΅ 1
ΠΠ°Π½ΠΎ: ΠΏΠ»ΠΎΡΠ°Π΄Ρ A = 65*65 ΠΌΠΊΠΌ2, ΡΠΎΠ»ΡΠΈΠ½Π° ΠΎΠ±Π»Π°ΡΡΠΈ n-ΡΠΈΠΏΠ° Wn = 45 ΠΌΠΊΠΌ, Ρ-ΡΠΈΠΏΠ° — WΡ = 325 ΠΌΠΊΠΌ. ΠΡΠΈ ΡΠ΅ΠΌΠΏΠ΅ΡΠ°ΡΡΡΠ΅ Π’ = 300 Π ΡΠ΄Π΅Π»ΡΠ½ΠΎΠ΅ ΡΠΎΠΏΡΠΎΡΠΈΠ²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ Ρ-ΠΎΠ±Π»Π°ΡΡΠΈ ΡΡ = 3,25 ΠΠΌΒ· ΡΠΌ, ΡΠ΄Π΅Π»ΡΠ½ΠΎΠ΅ ΡΠΎΠΏΡΠΎΡΠΈΠ²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ n-ΠΎΠ±Π»Π°ΡΡΠΈ Ρn = 0,06 ΠΠΌΒ· ΡΠΌ, Π²ΡΠ΅ΠΌΡ ΠΆΠΈΠ·Π½ΠΈ Π½Π΅ΠΎΡΠ½ΠΎΠ²Π½ΡΡ Π½ΠΎΡΠΈΡΠ΅Π»Π΅ΠΉ Ρn=ΡΡ=0,02 ΠΌΠΊΡ.
ΠΠ΅Π»ΠΈΡΠΈΠ½Π° ΠΊΠΎΠ½ΡΠ°ΠΊΡΠ½ΠΎΠΉ ΡΠ°Π·Π½ΠΎΡΡΠΈ ΠΏΠΎΡΠ΅Π½ΡΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² ΠΎΠΏΡΠ΅Π΄Π΅Π»ΡΠ΅ΡΡΡ ΡΠΎΡΠΌΡΠ»ΠΎΠΉ:
. (1.1)
Π‘ΠΎΠ±ΡΡΠ²Π΅Π½Π½Π°Ρ ΠΊΠΎΠ½ΡΠ΅Π½ΡΡΠ°ΡΠΈΡ ΡΠ²ΠΎΠ±ΠΎΠ΄Π½ΡΡ Π½ΠΎΡΠΈΡΠ΅Π»Π΅ΠΉ Π΄Π»Ρ Π’ = 300 Π. ΠΡΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡΡ ΠΏΠΎΠ»ΡΠΏΡΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° ΠΎΠ±ΡΠ°ΡΠ½ΠΎ ΠΏΡΠΎΠΏΠΎΡΡΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡΠ½ΠΎ Π΅Π³ΠΎ ΡΠ΄Π΅Π»ΡΠ½ΠΎΠΌΡ ΡΠΎΠΏΡΠΎΡΠΈΠ²Π»Π΅Π½ΠΈΡ (ΠΊΠΎΡΠΎΡΠΎΠ΅ Π½Π°ΠΌ Π΄Π°Π½ΠΎ):
(1.2)
Π ΠΎΠ±Π»Π°ΡΡΠΈ ΠΏΡΠΈΠΌΠ΅ΡΠ½ΠΎΠΉ ΠΏΡΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡΠΈ, Π³Π΄Π΅ ΠΊΠΎΠ½ΡΠ΅Π½ΡΡΠ°ΡΠΈΡ ΠΎΡΠ½ΠΎΠ²Π½ΡΡ Π½ΠΎΡΠΈΡΠ΅Π»Π΅ΠΉ Π½Π° ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ Π²ΡΡΠ΅ ΠΊΠΎΠ½ΡΠ΅Π½ΡΡΠ°ΡΠΈΠΈ Π½Π΅ΠΎΡΠ½ΠΎΠ²Π½ΡΡ , ΠΈΠΌΠ΅Π½Π½ΠΎ ΠΊΠΎΠ½ΡΠ΅Π½ΡΡΠ°ΡΠΈΡ ΠΈ ΠΏΠΎΠ΄Π²ΠΈΠΆΠ½ΠΎΡΡΡ ΠΎΡΠ½ΠΎΠ²Π½ΡΡ Π½ΠΎΡΠΈΡΠ΅Π»Π΅ΠΉ Π·Π°ΡΡΠ΄Π° ΠΈ ΠΎΠΏΡΠ΅Π΄Π΅Π»ΡΠ΅Ρ ΡΠ»Π΅ΠΊΡΡΠΈΡΠ΅ΡΠΊΡΡ ΠΏΡΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡΡ ΠΏΠΎΠ»ΡΠΏΡΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°.
Π‘ ΡΡΠ΅ΡΠΎΠΌ ΡΡΠΎΠ³ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π·Π°ΠΏΠΈΡΠ°ΡΡ ΡΠ»Π΅Π΄ΡΡΡΡΡ ΡΠΎΡΠΌΡΠ»Ρ:
Ρ ?, (1.3)
Π³Π΄Π΅ q = 1,6 Β· 10-19 ΠΠΆ — ΡΠ»Π΅ΠΌΠ΅Π½ΡΠ°ΡΠ½ΡΠΉ Π·Π°ΡΡΠ΄, nn0 — ΡΠ°Π²Π½ΠΎΠ²Π΅ΡΠ½Π°Ρ ΠΊΠΎΠ½ΡΠ΅Π½ΡΡΠ°ΡΠΈΡ ΡΠ»Π΅ΠΊΡΡΠΎΠ½ΠΎΠ² Π² n-ΠΎΠ±Π»Π°ΡΡΠΈ, Π° ΠΌn — Π΄ΡΠ΅ΠΉΡΠΎΠ²Π°Ρ ΠΏΠΎΠ΄Π²ΠΈΠΆΠ½ΠΎΡΡΡ ΡΠ»Π΅ΠΊΡΡΠΎΠ½ΠΎΠ².
Π ΡΠ°Π±ΠΎΡΠ΅ΠΌ Π΄ΠΈΠ°ΠΏΠ°Π·ΠΎΠ½Π΅ ΡΠ΅ΠΌΠΏΠ΅ΡΠ°ΡΡΡ ΠΏΡΠ°ΠΊΡΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΈ Π²ΡΠ΅ Π°ΡΠΎΠΌΡ ΠΏΡΠΈΠΌΠ΅ΡΠΈ ΠΈΠΎΠ½ΠΈΠ·ΠΈΡΠΎΠ²Π°Π½Ρ, ΠΈ ΠΏΡΠ΅Π½Π΅Π±ΡΠ΅Π³Π°Ρ ΡΠΎΠ±ΡΡΠ²Π΅Π½Π½ΠΎΠΉ ΠΊΠΎΠ½ΡΠ΅Π½ΡΡΠ°ΡΠΈΠ΅ΠΉ ni ΡΠ»Π΅ΠΊΡΡΠΎΠ½ΠΎΠ² (ΠΏΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡΠΊΡ Π² ΡΠ°Π±ΠΎΡΠ΅ΠΌ Π΄ΠΈΠ°ΠΏΠ°Π·ΠΎΠ½Π΅ ΠΎΠ½Π° ΡΡΡΠ΅ΡΡΠ²Π΅Π½Π½ΠΎ ΠΌΠ΅Π½ΡΡΠ΅ ΠΊΠΎΠ½ΡΠ΅Π½ΡΡΠ°ΡΠΈΠΈ ΠΏΡΠΈΠΌΠ΅ΡΠΈ) ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΡΡΠΈΡΠ°ΡΡ, ΡΡΠΎ ΠΊΠΎΠ½ΡΠ΅Π½ΡΡΠ°ΡΠΈΡ ΡΠ»Π΅ΠΊΡΡΠΎΠ½ΠΎΠ² n-ΠΎΠ±Π»Π°ΡΡΠΈ ΡΠ°Π²Π½Π° ΠΊΠΎΠ½ΡΠ΅Π½ΡΡΠ°ΡΠΈΠΈ Π΄ΠΎΠ½ΠΎΡΠΎΠ² Π² ΡΡΠΎΠΉ ΠΎΠ±Π»Π°ΡΡΠΈ:
(1.4)
ΠΡΠΈΡΠ°Π²Π½ΠΈΠ²Π°Π΅ΠΌ ΠΏΡΠ°Π²ΡΠ΅ ΡΠ°ΡΡΠΈ ΡΠΎΡΠΌΡΠ» (1.2) ΠΈ (1.3) ΠΈ ΠΏΠΎΠ΄ΡΡΠ°Π²Π»ΡΠ΅ΠΌ Π² Π½ΠΈΡ (1.4). ΠΡΡΠ°ΠΆΠ°Π΅ΠΌ ΡΠΎΡΠΌΡΠ»Ρ Π΄Π»Ρ Nap
(1.5Π°) ΠΠ½Π°Π»ΠΎΠ³ΠΈΡΠ½ΠΎΠ΅ Π²ΡΡΠ°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΏΠΎΠ»ΡΡΠ°Π΅ΡΡΡ Π΄Π»Ρ :
(1.5Π±) Π ΠΊΠ°ΡΠ΅ΡΡΠ²Π΅ Π½ΡΠ»Π΅Π²ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΡΠΈΠ±Π»ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΡ Π΄Π»Ρ ΠΊΠΎΠ½ΡΠ΅Π½ΡΡΠ°ΡΠΈΠΈ Π΄ΠΎΠ½ΠΎΡΠΎΠ² Π² n — ΠΎΠ±Π»Π°ΡΡΠΈ ΠΈ ΠΊΠΎΠ½ΡΠ΅Π½ΡΡΠ°ΡΠΈΠΈ Π°ΠΊΡΠ΅ΠΏΡΠΎΡΠΎΠ² Π² p — ΠΎΠ±Π»Π°ΡΡΠΈ Π²ΠΎΡΠΏΠΎΠ»ΡΠ·ΡΠ΅ΠΌΡΡ Π³ΡΠ°ΡΠΈΠΊΠΎΠΌ [1, Ρ 64].
ΠΡΠΈ Ρn = 0,06 = 6*10-2 (ΠΠΌ*ΡΠΌ),
= 1,5*1017 (ΡΠΌ-3).
ΠΡΠΈ Ρp = 3,25 (ΠΠΌ*ΡΠΌ),
= 4*1015 (ΡΠΌ-3).
ΠΠΎΡΡΠΈΡΠ°Π΅ΠΌ Β΅n ΠΈ Β΅p ΠΏΠΎ ΡΠΎΡΠΌΡΠ»Π°ΠΌ [1, Ρ 61]
Π³Π΄Π΅ Π’ Π°Π±ΡΠΎΠ»ΡΡΠ½Π°Ρ ΡΠ΅ΠΌΠΏΠ΅ΡΠ°ΡΡΡΠ°, Π° Π’n = Π’/300.
Π’Π°ΠΊ ΠΊΠ°ΠΊ Π’ = 300, ΡΠΎ Π’n = 1.
ΠΠΎΠ΄ΡΡΠ°Π²ΠΈΠΌ ΡΡΠΈ Π·Π½Π°ΡΠ΅Π½ΠΈΡ Π² ΡΠΎΡΠΌΡΠ»Ρ (1.5Π°) ΠΈ (1.5Π±) ΠΈ Π²ΡΡΠΈΡΠ»ΠΈΠΌ NΠ°Ρ ΠΈ Ndn:
ΠΠΎΠ»ΡΡΠ΅Π½Π½ΡΠΉ Π΄Π»Ρ NΠ°Ρ ΡΠ΅Π·ΡΠ»ΡΡΠ°Ρ Π½Π΅ ΡΠΎΠ²ΠΏΠ°Π΄Π°Π΅Ρ ΡΠΎ Π·Π½Π°ΡΠ΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ, ΠΏΠΎΠ»ΡΡΠ΅Π½Π½ΡΠΌ ΠΈΠ· [1, Ρ 64]. ΠΡΠΈΡΠΈΠ½Π° ΡΡΠΎΠΌΡ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ Π·Π°ΠΊΠ»ΡΡΠ°ΡΡΡΡ Π² ΠΎΡΠΈΠ±ΠΊΠ΅ ΡΠΎΡΠΌΡΠ»Ρ (1,6Π±). ΠΠ»Ρ ΠΏΡΠΎΠ²Π΅ΡΠΊΠΈ Π²ΠΎΡΠΏΠΎΠ»ΡΠ·ΡΠ΅ΠΌΡΡ ΡΠΌΠΏΠΈΡΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΎΠΉ ΡΠΎΡΠΌΡΠ»ΠΎΠΉ Π΄Π»Ρ ΠΌn ΠΈ ΠΌp Π² ΠΊΡΠ΅ΠΌΠ½ΠΈΠΈ Ρ ΠΏΡΠΈΠΌΠ΅ΡΡΠΌΠΈ [1]:
ΠΠ½Π°ΡΠ΅Π½ΠΈΡ Π΄Π»Ρ ΡΠ°ΡΡΠ΅ΡΠ° ΠΏΠΎ ΡΡΠΎΠΉ ΡΠΎΡΠΌΡΠ»Π΅ Π²ΠΎΠ·ΡΠΌΠ΅ΠΌ ΠΈΠ· ΡΠ°Π±Π»ΠΈΡΡ 1.1:
Π’Π°Π±Π»ΠΈΡΠ° 1.1. ΠΠ½Π°ΡΠ΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΏΠ°ΡΠ°ΠΌΠ΅ΡΡΠΎΠ² Β΅max, Β΅min, N, Nref.
ΠΠ΅Π³ΠΈΡΠΎΠ²Π°Π½Π½Π°Ρ ΠΏΡΠΈΠΌΠ΅ΡΡ Π | ΠΠ΅Π³ΠΈΡΠΎΠ²Π°Π½Π½Π°Ρ ΠΏΡΠΈΠΌΠ΅ΡΡ Π | ||
Β΅min, | 68.5 | 44.9 | |
Β΅max | 470.5 | ||
Nref | 9.20*1016 | 2.23*1017 | |
Π± | 0.711 | 0.719 | |
ΠΠΎΠ΄ΡΡΠ°Π²ΠΈΠΌ ΡΡΠΈ Π·Π½Π°ΡΠ΅Π½ΠΈΡ Π² ΡΠΎΡΠΌΡΠ»Ρ (1.5Π°) ΠΈ (1.5Π±) ΠΈ Π²ΡΡΠΈΡΠ»ΠΈΠΌ Ndn ΠΈ Nap:
Ndn = 1,7*1017 ,
Nap = 4,3*1015 .
ΠΠΎΠ»ΡΡΠ΅Π½Π½ΡΠ΅ Π·Π½Π°ΡΠ΅Π½ΠΈΡ ΠΏΠΎΠ΄Π²ΠΈΠΆΠ½ΠΎΡΡΠ΅ΠΉ Ρ ΠΎΡΠΎΡΠΎ ΡΠΎΠ³Π»Π°ΡΡΡΡΡΡ Ρ ΠΎΡΠ΅Π½ΠΊΠ°ΠΌΠΈ, ΠΏΠΎΠ»ΡΡΠ΅Π½Π½ΡΠΌΠΈ ΠΏΠΎ Π³ΡΠ°ΡΠΈΠΊΡ [1, Ρ 64] ΠΈ ΠΏΡΠΈΠ½ΠΈΠΌΠ°ΡΡΡΡ Π² ΠΊΠ°ΡΠ΅ΡΡΠ²Π΅ Π½ΡΠ»Π΅Π²ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΡΠΈΠ±Π»ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΡ.
Π‘ΡΠ°Π²Π½ΠΈΠ²Π°Ρ Π·Π½Π°ΡΠ΅Π½ΠΈΡ Ndn ΠΈ Nap, ΠΏΡΠΈΡ ΠΎΠ΄ΠΈΠΌ ΠΊ Π²ΡΠ²ΠΎΠ΄Ρ, ΡΡΠΎ Ndn > Nap, ΡΠΎ Π΅ΡΡΡ p-ΠΎΠ±Π»Π°ΡΡΡ Π»Π΅Π³ΠΈΡΠΎΠ²Π°Π½Π° ΡΠ»Π°Π±Π΅Π΅, ΡΠ΅ΠΌ n-ΠΎΠ±Π»Π°ΡΡΡ ΠΈ ΠΏΠΎΡΡΠΎΠΌΡ ΡΠ²Π»ΡΠ΅ΡΡΡ Π±Π°Π·ΠΎΠΉ Π΄ΠΈΠΎΠ΄Π°, Π° n-ΠΎΠ±Π»Π°ΡΡΡ — ΡΠΌΠΈΡΡΠ΅ΡΠΎΠΌ.
Π’Π΅ΠΏΠ΅ΡΡ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π½Π°ΠΉΡΠΈ ΠΊΠΎΠ½ΡΠ°ΠΊΡΠ½ΡΡ ΡΠ°Π·Π½ΠΎΡΡΡ ΠΏΠΎΡΠ΅Π½ΡΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² ΠΏΠΎ ΡΠΎΡΠΌΡΠ»Π΅ (1.1):
Π Π°Π²Π½ΠΎΠ²Π΅ΡΠ½ΡΡ ΡΠΈΡΠΈΠ½Ρ ΠΠΠ ΠΏΠ»ΠΎΡΠΊΠΎΠ³ΠΎ p-n ΠΏΠ΅ΡΠ΅Ρ ΠΎΠ΄Π° Π² ΠΎΡΡΡΡΡΡΠ²ΠΈΠΈ Π²Π½Π΅ΡΠ½Π΅Π³ΠΎ ΠΏΠΎΠ»Ρ Π² ΠΏΡΠΈΠ±Π»ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΠΈ ΠΏΠΎΠ»Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΎΠ±Π΅Π΄Π½Π΅Π½ΠΈΡ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΡΠ°ΡΡΡΠΈΡΠ°ΡΡ ΠΏΠΎ ΡΠΎΡΠΌΡΠ»Π΅:
(1.7)
ΠΠ»Ρ ΡΠ΄ΠΎΠ±ΡΡΠ²Π° Π·Π½Π°ΡΠ΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΡΠ°ΡΡΡΠΈΡΠ°ΡΡ ΡΡΠ°Π·Ρ:
(1.8)
Π‘ΠΎΡΡΠ°Π²Π»ΡΡΡΠΈΠ΅ ΡΠ°Π²Π½ΠΎΠ²Π΅ΡΠ½ΠΎΠΉ ΡΠΈΡΠΈΠ½Ρ p-n ΠΏΠ΅ΡΠ΅Ρ ΠΎΠ΄Π° Π² n-ΠΎΠ±Π»Π°ΡΡΠΈ ΠΈ p-ΠΎΠ±Π»Π°ΡΡΠΈ ΠΎΠΏΡΠ΅Π΄Π΅Π»ΡΡΡΡΡ ΡΠΎΠΎΡΠ²Π΅ΡΡΡΠ²Π΅Π½Π½ΠΎ ΡΠΎΡΠΌΡΠ»Π°ΠΌΠΈ:
(1.9)
(1.10)
ΠΡΠΎΠ²Π΅Π΄ΡΠΌ Π²ΡΡΠΈΡΠ»Π΅Π½ΠΈΡ:
Π Π΅Π·ΡΠ»ΡΡΠ°ΡΡ ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·ΡΠ²Π°ΡΡ, ΡΡΠΎ Π±ΠΎΠ»ΡΡΠ°Ρ ΡΠ°ΡΡΡ ΠΠΠ Π½Π°Ρ ΠΎΠ΄ΠΈΡΡΡ Π² Π±Π°Π·ΠΎΠ²ΠΎΠΉ ΠΎΠ±Π»Π°ΡΡΠΈ Π΄ΠΈΠΎΠ΄Π°, ΡΡΠΎ ΠΏΠΎΠ΄ΡΠ²Π΅ΡΠΆΠ΄Π°Π΅Ρ ΡΡΠ°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΡΠ»Π΅ΠΊΡΡΠΎΠ½Π΅ΠΉΡΡΠ°Π»ΡΠ½ΠΎΡΡΠΈ:
(1.11)
ΠΡΠΈ UΠΎΠ±Ρ = 5Π:
(1.12)
ΠΡΠΈ UΠΎΠ±Ρ = 10Π:
ΠΡΡΠΈΡΠ»Π΅Π½ΠΈΡ ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·ΡΠ²Π°ΡΡ, ΡΡΠΎ ΡΠΈΡΠΈΠ½Π° ΠΠΠ p-n ΠΏΠ΅ΡΠ΅Ρ ΠΎΠ΄Π° ΡΠ²Π΅Π»ΠΈΡΠΈΠ²Π°Π΅ΡΡΡ Ρ ΡΠΎΡΡΠΎΠΌ ΠΎΠ±ΡΠ°ΡΠ½ΠΎΠ³ΠΎ Π½Π°ΠΏΡΡΠΆΠ΅Π½ΠΈΡ Π² ΡΠΎΠΎΡΠ²Π΅ΡΡΡΠ²ΠΈΠΈ Ρ ΡΠΎΠΎΡΠ½ΠΎΡΠ΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ
ΠΠ°ΠΊΡΠΈΠΌΠ°Π»ΡΠ½Π°Ρ Π²Π΅Π»ΠΈΡΠΈΠ½Π° Π½Π°ΠΏΡΡΠΆΡΠ½Π½ΠΎΡΡΠΈ ΡΠ»Π΅ΠΊΡΡΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΠΎΠ»Ρ Π² ΠΠΠ p-n ΠΏΠ΅ΡΠ΅Ρ ΠΎΠ΄Π° Π² ΠΏΡΠΈΠ±Π»ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΠΈ ΠΏΠΎΠ»Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΎΠ±Π΅Π΄Π½Π΅Π½ΠΈΡ ΠΎΠΏΡΠ΅Π΄Π΅Π»ΡΠ΅ΡΡΡ Π²ΡΡΠ°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ:
(1.13)
ΠΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π²ΠΎΡΠΏΠΎΠ»ΡΠ·ΠΎΠ²Π°ΡΡΡΡ Π»ΡΠ±ΠΎΠΉ ΠΈΠ· ΡΡΠΈΡ ΡΠΎΡΠΌΡΠ», ΡΠ°ΠΊ ΠΊΠ°ΠΊ ΠΎΠ½ΠΈ, Π²ΡΠ»Π΅Π΄ΡΡΠ²ΠΈΠ΅ ΡΡΠ°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΡ ΡΠ»Π΅ΠΊΡΡΠΎΠ½Π΅ΠΉΡΡΠ°Π»ΡΠ½ΠΎΡΡΠΈ (1.11) Π΄Π°ΡΡ ΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ²ΡΠ΅ ΡΠ΅Π·ΡΠ»ΡΡΠ°ΡΡ. ΠΠΎΠ·ΡΠΌΡΠΌ ΠΏΠ΅ΡΠ²ΡΡ ΡΠΎΡΠΌΡΠ»Ρ ΠΈ ΡΠ°ΡΡΡΠΈΡΠ°Π΅ΠΌ Π·Π½Π°ΡΠ΅Π½ΠΈΠ΅ Πmax ΠΏΡΠΈ U=0:
Π’ΠΎΠΊ Π½Π°ΡΡΡΠ΅Π½ΠΈΡ Π΄ΠΈΠΎΠ΄Π° Π²ΡΡΠ°ΠΆΠ°Π΅ΡΡΡ ΡΠ΅ΡΠ΅Π· ΠΏΠ»ΠΎΡΠ½ΠΎΡΡΡ ΡΠΎΠΊΠ° Π½Π°ΡΡΡΠ΅Π½ΠΈΡ ΡΠ»Π΅Π΄ΡΡΡΠΈΠΌ ΠΎΠ±ΡΠ°Π·ΠΎΠΌ:
(1.14)
ΠΡΡΠ°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ Π΄Π»Ρ ΠΏΠ»ΠΎΡΠ½ΠΎΡΡΠΈ ΡΠΎΠΊΠ° Π½Π°ΡΡΡΠ΅Π½ΠΈΡ Π΄ΠΈΠΎΠ΄Π° Ρ ΠΈΠ΄Π΅Π°Π»ΡΠ½ΡΠΌ p-n ΠΏΠ΅ΡΠ΅Ρ ΠΎΠ΄ΠΎΠΌ Π² ΠΎΠ±ΡΠ΅ΠΌ ΡΠ»ΡΡΠ°Π΅ ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ Π²ΠΈΠ΄:
(1.15)
Π Π°ΡΡΡΠΈΡΠ°Π΅ΠΌ Π·Π½Π°ΡΠ΅Π½ΠΈΡ Lp ΠΈ Ln:
(1.16)
(ΡΠΌ)
(ΡΠΌ) ΠΡΠΌΠ΅ΡΠΈΠΌ, ΡΡΠΎ Wn" Lp ΠΈ Wp" Ln, ΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°ΡΠ΅Π»ΡΠ½ΠΎ Ρ Π½Π°Ρ Π΄ΠΈΠΎΠ΄ Ρ ΡΠΈΡΠΎΠΊΠΎΠΉ Π±Π°Π·ΠΎΠΉ ΠΈ ΠΏΠΎΡΡΠΎΠΌΡ ??1. ΠΠΈΠ΄ΠΈΠΌ, ΡΡΠΎ ΠΌΡ ΠΈΠΌΠ΅Π΅ΠΌ ΡΠ΅Π·ΠΊΠΈΠΉ n+-p (Ndn>Nap) ΠΏΠ΅ΡΠ΅Ρ ΠΎΠ΄, ΠΏΠΎΡΡΠΎΠΌΡ ΡΠ°Π²Π½ΠΎΠ²Π΅ΡΠ½Π°Ρ ΠΊΠΎΠ½ΡΠ΅Π½ΡΡΠ°ΡΠΈΡ Π½Π΅ΠΎΡΠ½ΠΎΠ²Π½ΡΡ Π½ΠΎΡΠΈΡΠ΅Π»Π΅ΠΉ Π² Π±Π°Π·Π΅ np0 ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ Π±ΠΎΠ»ΡΡΠ΅ ΠΊΠΎΠ½ΡΠ΅Π½ΡΡΠ°ΡΠΈΠΈ Π½Π΅ΠΎΡΠ½ΠΎΠ²Π½ΡΡ Π½ΠΎΡΠΈΡΠ΅Π»Π΅ΠΉ Π² ΡΠΌΠΈΡΡΠ΅ΡΠ΅ pn0 (ΡΠ°ΠΊ ΠΊΠ°ΠΊ Ρ ΠΎΡΠ½ΠΎΠ²Π½ΡΠΌΠΈ Π½ΠΎΡΠΈΡΠ΅Π»ΡΠΌΠΈ Π²ΡΡ ΠΎΠ±ΡΡΠΎΠΈΡ Π½Π°ΠΎΠ±ΠΎΡΠΎΡ), ΠΈ ΠΏΠΎΡΡΠΎΠΌΡ ΠΏΠ΅ΡΠ²ΡΠΌ ΡΠ»Π°Π³Π°Π΅ΠΌΡΠΌ Π² ΡΠΎΠΌΡΠ»Π΅ (15) ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΏΡΠ΅Π½Π΅Π±ΡΠ΅ΡΡ, Π²ΡΠ»Π΅Π΄ΡΡΠ²ΠΈΠ΅ Π΅Π³ΠΎ ΠΌΠ°Π»ΠΎΡΡΠΈ ΠΏΠΎ ΡΡΠ°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΡ ΡΠΎ Π²ΡΠΎΡΡΠΌ. Π£ΡΡΠ΅ΠΌ, ΡΡΠΎ Dn? Dp ΠΈ Ln? Lp, ΠΏΡΠ΅ΠΎΠ±ΡΠ°Π·ΡΠ΅ΠΌ ΡΠΎΡΠΌΡΠ»Ρ (1.15) ΠΊ Π²ΠΈΠ΄Ρ:
(1.17)
ΠΠ»Ρ Π½Π°Ρ ΠΎΠΆΠ΄Π΅Π½ΠΈΡ ΠΊΠΎΡΡΡΠΈΡΠΈΠ΅Π½ΡΠ° Π΄ΠΈΡΡΡΠ·ΠΈΠΈ ΡΠ»Π΅ΠΊΡΡΠΎΠ½ΠΎΠ² Dn Π²ΠΎΡΠΏΠΎΠ»ΡΠ·ΡΠ΅ΠΌΡΡ ΡΠΎΠΎΡΠ½ΠΎΡΠ΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ ΠΠΉΠ½ΡΡΠ΅ΠΉΠ½Π°:
(1.18)
Π³Π΄Π΅ ΠΌnp — Π΄ΡΠ΅ΠΉΡΠΎΠ²Π°Ρ ΠΏΠΎΠ΄Π²ΠΈΠΆΠ½ΠΎΡΡΡ ΡΠ»Π΅ΠΊΡΡΠΎΠ½ΠΎΠ² Π² p-ΠΎΠ±Π»Π°ΡΡΠΈ. ΠΠ½Π° ΠΎΠΏΡΠ΅Π΄Π΅Π»ΡΠ΅ΡΡΡ ΠΏΠΎ ΡΠΎΡΠΌΡΠ»Π΅ (1.6Π°) Ρ ΡΠΎΠΉ Π»ΠΈΡΡ ΡΠ°Π·Π½ΠΈΡΠ΅ΠΉ, ΡΡΠΎ Π²ΠΌΠ΅ΡΡΠΎ ΠΊΠΎΠ½ΡΠ΅Π½ΡΡΠ°ΡΠΈΠΈ Ndn ΡΠ°ΠΌ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡΠ·ΡΠ΅ΡΡΡ Nap.
Π Π°Π²Π½ΠΎΠ²Π΅ΡΠ½ΡΡ ΠΊΠΎΠ½ΡΠ΅Π½ΡΡΠ°ΡΠΈΡ Π½Π΅ΠΎΡΠ½ΠΎΠ²Π½ΡΡ Π½ΠΎΡΠΈΡΠ΅Π»Π΅ΠΉ Π½Π°ΠΉΠ΄ΡΠΌ ΠΈΠ· ΡΠΎΠΎΡΠ½ΠΎΡΠ΅Π½ΠΈΡ:
(1.19)
Π° Π΄ΠΈΡΡΡΠ·ΠΈΠΎΠ½Π½Π°Ρ Π΄Π»ΠΈΠ½Π° ΡΠ»Π΅ΠΊΡΡΠΎΠ½ΠΎΠ² ΠΎΠΏΡΠ΅Π΄Π΅Π»ΡΠ΅ΡΡΡ ΠΊΠ°ΠΊ
(1.20)
ΠΠΎΠ΄ΡΡΠ°Π²ΠΈΠ² ΡΠΎΡΠΌΡΠ»Ρ (17) — (20) Π² (14), ΠΏΠΎΠ»ΡΡΠΈΠΌ ΠΎΠΊΠΎΠ½ΡΠ°ΡΠ΅Π»ΡΠ½ΠΎΠ΅ Π²ΡΡΠ°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ Π΄Π»Ρ ΡΠΎΠΊΠ° Π½Π°ΡΡΡΠ΅Π½ΠΈΡ Π΄ΠΈΠΎΠ΄Π°:
(1.21)
ΠΡΠΈ ΡΡΠΎΠΌ Π·Π°ΠΌΠ΅ΡΠΈΠΌ, ΡΡΠΎ ΠΊΠΎΠ½ΡΠ°ΠΊΡΠ½Π°Ρ ΡΠ°Π·Π½ΠΎΡΡΡ ΠΏΠΎΡΠ΅Π½ΡΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² Ρk ΡΠ°ΠΊΠΆΠ΅ Π·Π°Π²ΠΈΡΠΈΡ ΠΎΡ ΡΠ΅ΠΌΠΏΠ΅ΡΠ°ΡΡΡΡ:
(1.22)
ΠΠ°Π²ΠΈΡΠΈΠΌΠΎΡΡΡ ΡΠΎΠ±ΡΡΠ²Π΅Π½Π½ΠΎΠΉ ΠΊΠΎΠ½ΡΠ΅Π½ΡΡΠ°ΡΠΈΠΈ Π½ΠΎΡΠΈΡΠ΅Π»Π΅ΠΉ Π² Si ΠΎΡ ΡΠ΅ΠΌΠΏΠ΅ΡΠ°ΡΡΡΡ ΠΎΠΏΡΠ΅Π΄Π΅Π»ΡΠ΅ΡΡΡ Π²ΡΡΠ°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ:
(1.23)
ΠΠΎΠ΄ΡΡΠ°Π²ΠΈΠΌ (1.23) Π² (1.22)
(1.24)
Π Π°ΡΡΡΠΈΡΠ°Π΅ΠΌ Π·Π½Π°ΡΠ΅Π½ΠΈΡ Ρk ΠΏΡΠΈ ΡΠ΅ΠΌΠΏΠ΅ΡΠ°ΡΡΡΠ°Ρ T = 250Π ΠΈ T = 400Π. ΠΡΠΈ Π·Π½Π°ΡΠ΅Π½ΠΈΡ Π±ΡΠ΄Π΅ΠΌ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡΠ·ΠΎΠ²Π°ΡΡ ΠΏΡΠΈ ΡΠ°ΡΡΡΡΠ΅ ΡΠΎΠΊΠΎΠ² Π½Π°ΡΡΡΠ΅Π½ΠΈΡ:
ΠΡΠΈ T = 250Π ΠΡΠΈ T = 400Π ΠΡΠΎΠ²Π΅Π΄ΡΠΌ ΡΠ°ΡΡΡΡΡ Π΄Π»Ρ Π²Π΅Π»ΠΈΡΠΈΠ½Ρ ΡΠΎΠΊΠ° Π½Π°ΡΡΡΠ΅Π½ΠΈΡ Π΄ΠΈΠΎΠ΄Π°:
ΠΡΠΈ T = 250Π ΠΡΠΈ T = 300Π ΠΡΠΈ T = 400Π ΠΠ°ΠΊ Π²ΠΈΠ΄Π½ΠΎ ΠΈΠ· Π²ΡΡΠΈΡΠ»Π΅Π½ΠΈΠΉ, ΡΠΎΠΊ Π΄ΠΈΠΎΠ΄Π° ΠΎΡΠ΅Π½Ρ ΡΠ΅Π·ΠΊΠΎ Π·Π°Π²ΠΈΡΠΈΡ ΠΎΡ ΡΠ΅ΠΌΠΏΠ΅ΡΠ°ΡΡΡΡ, Π·Π½Π°ΡΠΈΡΠ΅Π»ΡΠ½ΠΎ ΡΠ²Π΅Π»ΠΈΡΠΈΠ²Π°ΡΡΡ ΠΏΡΠΈ ΠΎΡΠ½ΠΎΡΠΈΡΠ΅Π»ΡΠ½ΠΎ Π½Π΅Π±ΠΎΠ»ΡΡΠΎΠΌ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠΈ ΡΠ΅ΠΌΠΏΠ΅ΡΠ°ΡΡΡΡ. ΠΡΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΎΠ±ΡΡΡΠ½ΠΈΡΡ ΡΠ²Π΅Π»ΠΈΡΠ΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ ΡΠ΅ΠΏΠ»ΠΎΠ²ΠΎΠΉ Π³Π΅Π½Π΅ΡΠ°ΡΠΈΠΈ Π½Π΅ΠΎΡΠ½ΠΎΠ²Π½ΡΡ Π½ΠΎΡΠΈΡΠ΅Π»Π΅ΠΉ Π²Π±Π»ΠΈΠ·ΠΈ p-n ΠΏΠ΅ΡΠ΅Ρ ΠΎΠ΄Π° Ρ ΠΏΠΎΠ²ΡΡΠ΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ ΡΠ΅ΠΌΠΏΠ΅ΡΠ°ΡΡΡΡ, ΠΊΠΎΠ½ΡΠ΅Π½ΡΡΠ°ΡΠΈΡ ΠΊΠΎΡΠΎΡΡΡ Π²ΠΎΠ·ΡΠ°ΡΡΠ°Π΅Ρ ΠΏΠΎ Π·Π°ΠΊΠΎΠ½Ρ ΠΡΡΠ΅Π½ΠΈΡΡΠ°.
Π Π΄ΠΈΠΎΠ΄Π΅ Π΅ΡΡΡ ΡΠΎΠΊ ΡΠ΅ΡΠ΅Π· p — n ΠΏΠ΅ΡΠ΅Ρ ΠΎΠ΄ ΠΈ Π΅ΡΡΡ Π³Π΅Π½Π΅ΡΠ°ΡΠΈΡ Π½Π΅ΠΎΡΠ½ΠΎΠ²Π½ΡΡ Π½ΠΎΡΠΈΡΠ΅Π»Π΅ΠΉ ΠΈΠ· ΡΠΌΠΈΡΡΠ΅ΡΠ° Π² Π±Π°Π·Ρ ΠΈ ΠΈΠ· Π±Π°Π·Ρ Π² ΡΠΌΠΈΡΡΠ΅Ρ. ΠΠΎΡΡΡΠΈΡΠΈΠ΅Π½Ρ ΠΈΠ½ΠΆΠ΅ΠΊΡΠΈΠΈ Π΄ΠΈΠΎΠ΄Π° ΠΎΠΏΡΠ΅Π΄Π΅Π»ΡΠ΅ΡΡΡ ΠΊΠ°ΠΊ ΠΎΡΠ½ΠΎΡΠ΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΏΠΎΠ»Π΅Π·Π½ΠΎΠΉ, Π² Π΄Π°Π½Π½ΠΎΠΌ ΡΠ»ΡΡΠ°Π΅ ΡΠ»Π΅ΠΊΡΡΠΎΠ½Π½ΠΎΠΉ, ΡΠΎΡΡΠ°Π²Π»ΡΡΡΠ΅ΠΉ ΡΠΎΠΊΠ° (ΠΏΠ»ΠΎΡΠ½ΠΎΡΡΠΈ ΡΠΎΠΊΠ°) ΠΊ ΠΎΠ±ΡΠ΅ΠΌΡ ΡΠΎΠΊΡ (ΠΏΠ»ΠΎΡΠ½ΠΎΡΡΠΈ ΡΠΎΠΊΠ°) ΡΠ΅ΡΠ΅Π· p-n ΠΏΠ΅ΡΠ΅Ρ ΠΎΠ΄:
(1.25)
Π³Π΄Π΅
(1,26Π°) ΠΈ Π°Π½Π°Π»ΠΎΠ³ΠΈΡΠ½ΠΎ
(1.26Π±)
ΠΠ»Ρ Π½Π°Ρ ΠΎΠΆΠ΄Π΅Π½ΠΈΡ ΠΊΠΎΡΡΡΠΈΡΠΈΠ΅Π½ΡΠ° Π΄ΠΈΡΡΡΠ·ΠΈΠΈ ΡΠ»Π΅ΠΊΡΡΠΎΠ½ΠΎΠ² Dn Π²ΠΎΡΠΏΠΎΠ»ΡΠ·ΡΠ΅ΠΌΡΡ ΡΠΎΠΎΡΠ½ΠΎΡΠ΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ ΠΠΉΠ½ΡΡΠ΅ΠΉΠ½Π° (17). ΠΡΡΠ°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ Π΄Π»Ρ ΠΊΠΎΡΡΡΠΈΡΠΈΠ΅Π½ΡΠ° Π΄ΠΈΡΡΡΠ·ΠΈΠΈ Π΄ΡΡΠΎΠΊ Dp ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ Π°Π½Π°Π»ΠΎΠ³ΠΈΡΠ½ΡΠΉ Π²ΠΈΠ΄:
(1.27)
ΠΠΈΡΡΡΠ·ΠΈΠΎΠ½Π½Π°Ρ Π΄Π»ΠΈΠ½Π° ΡΠ»Π΅ΠΊΡΡΠΎΠ½ΠΎΠ² ΠΎΠΏΡΠ΅Π΄Π΅Π»ΡΠ΅ΡΡΡ Π²ΡΡΠ°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ (19). Π Π΄ΠΈΡΡΡΠ·ΠΈΠΎΠ½Π½Π°Ρ Π΄Π»ΠΈΠ½Π° Π΄ΡΡΠΎΠΊ Π±ΡΠ΄Π΅Ρ ΠΎΠΏΡΠ΅Π΄Π΅Π»ΡΡΡΡΡ Π²ΡΡΠ°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ (16):
(ΡΠΌ)
(ΡΠΌ) Π’ΠΎΠ³Π΄Π°, ΠΏΡΠΎΠΈΠ·Π²Π΅Π΄Ρ Π½ΡΠΆΠ½ΡΠ΅ Π²ΡΡΠΈΡΠ»Π΅Π½ΠΈΡ, ΠΏΠΎΠ»ΡΡΠΈΠΌ:
ΠΠ°ΡΡΠ΅ΡΠ½Π°Ρ ΡΠΌΠΊΠΎΡΡΡ p-n ΠΏΠ΅ΡΠ΅Ρ ΠΎΠ΄Π° ΠΎΠΏΡΠ΅Π΄Π΅Π»ΡΠ΅ΡΡΡ Ρ ΡΡΡΡΠΎΠΌ ΡΠΎΡΠΌΡΠ»Ρ (12) Π²ΡΡΠ°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ:
(1.28)
ΠΡΠΎΠ²Π΅Π΄ΡΠΌ Π²ΡΡΠΈΡΠ»Π΅Π½ΠΈΡ:
ΠΡΠΈ U = 0 Π ΠΡΠΈ U = -5 Π ΠΡΠΈ U = -10 Π ΠΠ· ΡΠ°ΡΡΡΡΠΎΠ² Π²ΠΈΠ΄Π½ΠΎ, ΡΡΠΎ Ρ ΡΠ²Π΅Π»ΠΈΡΠ΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ ΠΎΠ±ΡΠ°ΡΠ½ΠΎΠ³ΠΎ Π½Π°ΠΏΡΡΠΆΠ΅Π½ΠΈΡ Π±Π°ΡΡΠ΅ΡΠ½Π°Ρ ΡΠΌΠΊΠΎΡΡΡ p-n ΠΏΠ΅ΡΠ΅Ρ ΠΎΠ΄Π° ΡΠΌΠ΅Π½ΡΡΠ°Π΅ΡΡΡ.
ΠΠ°ΠΏΡΡΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ Π»Π°Π²ΠΈΠ½Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΡΠΎΠ±ΠΎΡ ΠΎΠΏΡΠ΅Π΄Π΅Π»ΡΡΡ ΠΏΠΎ ΠΏΠΎΠ»ΡΡΠΌΠΏΠΈΡΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΎΠΉ ΡΠΎΡΠΌΡΠ»Π΅:
(1.29),
Π³Π΄Π΅ ΠΊΠΎΡΡΡΠΈΡΠΈΠ΅Π½ΡΡ B ΠΈ a Π·Π°Π²ΠΈΡΡΡ ΠΎΡ ΡΠΈΠΏΠ° p-n ΠΏΠ΅ΡΠ΅Ρ ΠΎΠ΄Π° ΠΈ ΠΌΠ°ΡΠ΅ΡΠΈΠ°Π»Π° ΠΏΠΎΠ»ΡΠΏΡΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°. Π ΡΠ°ΡΡΠ½ΠΎΡΡΠΈ Π΄Π»Ρ Π½Π°ΡΠ΅Π³ΠΎ n+-p ΠΊΡΠ΅ΠΌΠ½ΠΈΠ΅Π²ΠΎΠ³ΠΎ Π΄ΠΈΠΎΠ΄Π° ΡΠΎΡΠΌΡΠ»Π° (1.29) ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ Π²ΠΈΠ΄:
(1.30)
ΠΡΠΎΠ²Π΅Π΄ΡΠΌ Π²ΡΡΠΈΡΠ»Π΅Π½ΠΈΡ:
Π Π΅Π·ΡΠ»ΡΡΠ°ΡΡ Π²ΡΠ΅Ρ Π²ΡΡΠΈΡΠ»Π΅Π½ΠΈΠΉ ΠΏΡΠ΅Π΄ΡΡΠ°Π²ΠΈΠΌ Π² Π²ΠΈΠ΄Π΅ ΡΠ°Π±Π»ΠΈΡ 1.2 — 1.4:
Π’Π°Π±Π»ΠΈΡΡ 1.2. Π Π΅Π·ΡΠ»ΡΡΠ°ΡΡ Π²ΡΡΠΈΡΠ»Π΅Π½ΠΈΠΉ ΡΠΊ, Πmax, Π³, UΠ»ΠΏ.
ΡΠΊ, Π | Πmax, Π/ΡΠΌ | Π³ | UΠ»ΠΏ, Π | |
0,8 | 22 684,16 | 0,979 | 113,5 | |
Π’Π°Π±Π»ΠΈΡΠ° 1.3. ΠΠ½Π°ΡΠ΅Π½ΠΈΡ Π‘Π, Π΄, Π΄p, Π΄n ΠΏΡΠΈ Π·Π½Π°ΡΠ΅Π½ΠΈΡΡ 0 Π, 5 Π ΠΈ 10Π
Π | ||||
Π‘Π, ΠΏΠ€ | 0,89 | 0,33 | 0,24 | |
Π΄, ΡΠΌ | 3,5* | 13,3* | 18,2* | |
Π΄p, ΡΠΌ | 3,414* | 12,97* | 17,75* | |
Π΄n, ΡΠΌ | 8,635* | 32,81* | 44,89* | |
Π’Π°Π±Π»ΠΈΡΠ° 1.4. ΠΠ½Π°ΡΠ΅Π½ΠΈΡ ΡΠΎΠΊΠ° Π½Π°ΡΡΡΠ΅Π½ΠΈΡ Is ΠΏΡΠΈ ΡΠ΅ΠΌΠΏΠ΅ΡΠ°ΡΡΡΠ°Ρ , ΡΠ°Π²Π½ΡΡ 250Π, 300Π ΠΈ 400Π
T, K | ||||
Is, A | 2.125* | 3.959* | 4.969* | |
2. Π Π°ΡΡΠ΅ΡΠ½ΠΎΠ΅ Π·Π°Π΄Π°Π½ΠΈΠ΅ 2
ΠΠ°Π½ΠΎ: Π³Π»ΡΠ±ΠΈΠ½Π° Π·Π°Π»Π΅Π³Π°Π½ΠΈΡ ΡΠΌΠΈΡΡΠ΅ΡΠ½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΠ΅ΡΠ΅Ρ ΠΎΠ΄Π° hΡ = 2.2 ΠΌΠΊΠΌ, Π³Π»ΡΠ±ΠΈΠ½Π° Π·Π°Π»Π΅Π³Π°Π½ΠΈΡ ΠΊΠΎΠ»Π»Π΅ΠΊΡΠΎΡΠ½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΠ΅ΡΠ΅Ρ ΠΎΠ΄Π° hΠΊ = 3,2 ΠΌΠΊΠΌ, ΠΊΠΎΠ½ΡΠ΅Π½ΡΡΠ°ΡΠΈΡ Π΄ΠΎΠ½ΠΎΡΠ½ΠΎΠΉ ΠΏΡΠΈΠΌΠ΅ΡΠΈ Π² ΡΠΌΠΈΡΡΠ΅ΡΠ΅ NΠ΄Ρ = 4*1018 ΡΠΌ-3, ΠΊΠΎΠ½ΡΠ΅Π½ΡΡΠ°ΡΠΈΡ Π΄ΠΎΠ½ΠΎΡΠ½ΠΎΠΉ ΠΏΡΠΈΠΌΠ΅ΡΠΈ Π² ΠΊΠΎΠ»Π»Π΅ΠΊΡΠΎΡΠ΅ NΠ΄ΠΊ = 3*1016 ΡΠΌ-3, ΠΊΠΎΠ½ΡΠ΅Π½ΡΡΠ°ΡΠΈΡ Π°ΠΊΡΠ΅ΠΏΡΠΎΡΠ½ΠΎΠΉ ΠΏΡΠΈΠΌΠ΅ΡΠΈ Π² Π±Π°Π·Π΅ NΠ°Π± =5* 1016 ΡΠΌ-3, Π²ΡΠ΅ΠΌΡ ΠΆΠΈΠ·Π½ΠΈ Π½Π΅ΠΎΡΠ½ΠΎΠ²Π½ΡΡ Π½ΠΎΡΠΈΡΠ΅Π»Π΅ΠΉ Π² Π±Π°Π·Π΅ Π± = 9*10-8 Ρ.
Π’ΠΎΠ»ΡΠΈΠ½Π° ΠΊΠ²Π°Π·ΠΈΠ½Π΅ΠΉΡΡΠ°Π»ΡΠ½ΠΎΠΉ ΠΎΠ±Π»Π°ΡΡΠΈ Π±Π°Π·Ρ ΠΎΠΏΡΠ΅Π΄Π΅Π»ΡΠ΅ΡΡΡ ΠΏΠΎ ΡΠΎΡΠΌΡΠ»Π΅:
(2.1)
Π³Π΄Π΅ WΠ± = hΠΊ — hΡ = 3,2 — 2,2 = 1 (ΠΌΠΊΠΌ) — ΠΌΠ΅ΡΠ°Π»Π»ΡΡΠ³ΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠ°Ρ ΡΠΈΡΠΈΠ½Π° Π±Π°Π·Ρ, Π΄pΡ — ΡΠΈΡΠΈΠ½Π° ΡΠ°ΡΡΠΈ ΠΠΠ ΡΠΌΠΈΡΡΠ΅ΡΠ½ΠΎΠ³ΠΎ p-n ΠΏΠ΅ΡΠ΅Ρ ΠΎΠ΄Π°, Π΄pΠΊ — ΡΠΈΡΠΈΠ½Π° ΡΠ°ΡΡΠΈ ΠΠΠ ΠΊΠΎΠ»Π»Π΅ΠΊΡΠΎΡΠ½ΠΎΠ³ΠΎ p-n ΠΏΠ΅ΡΠ΅Ρ ΠΎΠ΄Π°, ΠΊΠΎΡΠΎΡΡΠ΅ ΠΎΠΏΡΠ΅Π΄Π΅Π»ΡΡΡΡΡ ΡΠΎΡΠΌΡΠ»Π°ΠΌΠΈ:
(2.2Π°)
(2.2Π±) Π Π°Π²Π½ΠΎΠ²Π΅ΡΠ½ΡΠ΅ ΡΠΈΡΠΈΠ½Ρ ΠΠΠ ΡΠΌΠΈΡΡΠ΅ΡΠ½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΈ ΠΊΠΎΠ»Π»Π΅ΠΊΡΠΎΡΠ½ΠΎΠ³ΠΎ p-n ΠΏΠ΅ΡΠ΅Ρ ΠΎΠ΄ΠΎΠ² ΠΎΠΏΡΠ΅Π΄Π΅Π»ΡΡΡΡΡ ΡΠΎΠΎΡΠ²Π΅ΡΡΡΠ²Π΅Π½Π½ΠΎ ΡΠΎΡΠΌΡΠ»Π°ΠΌΠΈ:
(2.3Π°)
(2.3Π±)
Π³Π΄Π΅ ΡΠΊΡ ΠΈ ΡΠΊΠΊ — ΠΊΠΎΠ½ΡΠ°ΠΊΡΠ½ΡΠ΅ ΡΠ°Π·Π½ΠΎΡΡΠΈ ΠΏΠΎΡΠ΅Π½ΡΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² ΠΊΠΎΠ»Π»Π΅ΠΊΡΠΎΡΠ½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΈ ΡΠΌΠΈΡΡΠ΅ΡΠ½ΠΎΠ³ΠΎ p-n ΠΏΠ΅ΡΠ΅Ρ ΠΎΠ΄ΠΎΠ², ΠΎΠΏΡΠ΅Π΄Π΅Π»ΡΡΡΠΈΠ΅ΡΡ Π²ΡΡΠ°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΡΠΌΠΈ:
(2.4Π°)
(2.4Π±) ΠΡΠΎΠ²Π΅Π΄ΡΠΌ Π²ΡΡΠΈΡΠ»Π΅Π½ΠΈΡ, ΡΡΠΈΡΡΠ²Π°Ρ ΡΡΠΎ Π΄ΠΈΡΠ»Π΅ΠΊΡΡΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠ°Ρ ΠΏΡΠΎΠ½ΠΈΡΠ°Π΅ΠΌΠΎΡΡΡ Π΄Π»Ρ ΠΊΡΠ΅ΠΌΠ½ΠΈΡ Π΅ = 11,7, ΡΠΎΠ±ΡΡΠ²Π΅Π½Π½Π°Ρ ΠΊΠΎΠ½ΡΠ΅Π½ΡΡΠ°ΡΠΈΡ ΡΠ²ΠΎΠ±ΠΎΠ΄Π½ΡΡ Π½ΠΎΡΠΈΡΠ΅Π»Π΅ΠΉ ΠΏΡΠΈ Π’ = 300 Π ni = 1,45Β· 1010 ΡΠΌ-3.
ΠΠΎΡΡΡΠΈΡΠΈΠ΅Π½Ρ ΠΈΠ½ΠΆΠ΅ΠΊΡΠΈΠΈ ΠΈΠ· ΡΠΌΠΈΡΡΠ΅ΡΠ° Π² Π±Π°Π·Ρ ΠΎΠΏΡΠ΅Π΄Π΅Π»ΡΠ΅ΡΡΡ Π²ΡΡΠ°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ:
(2.6)
Π³Π΄Π΅ DpΡ ΠΈ DnΠ± — ΠΊΠΎΡΡΡΠΈΡΠΈΠ΅Π½ΡΡ Π΄ΠΈΡΡΡΠ·ΠΈΠΈ Π΄ΡΡΠΎΠΊ Π² ΡΠΌΠΈΡΡΠ΅ΡΠ΅ ΠΈ ΡΠ»Π΅ΠΊΡΡΠΎΠ½ΠΎΠ² Π² Π±Π°Π·Π΅ ΡΠΎΠΎΡΠ²Π΅ΡΡΡΠ²Π΅Π½Π½ΠΎ, ΠΎΠΏΡΠ΅Π΄Π΅Π»ΡΠ΅ΠΌΡΠ΅ Ρ ΠΏΠΎΠΌΠΎΡΡΡ ΡΠΎΠΎΡΠ½ΠΎΡΠ΅Π½ΠΈΠΉ ΠΠΉΠ½ΡΡΠ΅ΠΉΠ½Π°:
(7)
Π³Π΄Π΅ ΠΌn ΠΈ ΠΌp — Π΄ΡΠ΅ΠΉΡΠΎΠ²ΡΠ΅ ΠΏΠΎΠ΄Π²ΠΈΠΆΠ½ΠΎΡΡΠΈ ΡΠ»Π΅ΠΊΡΡΠΎΠ½ΠΎΠ² ΠΈ Π΄ΡΡΠΎΠΊ, ΠΎΠΏΡΠ΅Π΄Π΅Π»ΡΠ΅ΠΌΡΠ΅ ΠΏΡΠΈ ΠΏΠΎΠΌΠΎΡΠΈ ΡΠΌΠΏΠΈΡΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΈΡ ΡΠΎΡΠΌΡΠ»:
(2.8Π°)
(2.8Π±) Π³Π΄Π΅ Tn = T/300, Π’ — ΡΠ΅ΠΌΠΏΠ΅ΡΠ°ΡΡΡΠ° ΠΏΠΎ ΡΠΊΠ°Π»Π΅ ΠΠ΅Π»ΡΠ²ΠΈΠ½Π°, Π° N — ΡΡΠΌΠΌΠ°ΡΠ½Π°Ρ ΠΊΠΎΠ½ΡΠ΅Π½ΡΡΠ°ΡΠΈΡ ΠΏΡΠΈΠΌΠ΅ΡΠ΅ΠΉ Π² ΡΠΎΠΉ ΠΎΠ±Π»Π°ΡΡΠΈ, Π² ΠΊΠΎΡΠΎΡΠΎΠΉ ΡΠ°ΡΡΡΠΈΡΡΠ²Π°Π΅ΡΡΡ Π΄ΡΠ΅ΠΉΡΠΎΠ²Π°Ρ ΠΏΠΎΠ΄Π²ΠΈΠΆΠ½ΠΎΡΡΡ ΡΠ»Π΅ΠΊΡΡΠΎΠ½ΠΎΠ² ΠΈΠ»ΠΈ Π΄ΡΡΠΎΠΊ. Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±ΡΠ°Π·ΠΎΠΌ Π΄ΡΠ΅ΠΉΡΠΎΠ²Π°Ρ ΠΏΠΎΠ΄Π²ΠΈΠΆΠ½ΠΎΡΡΡ ΡΠ»Π΅ΠΊΡΡΠΎΠ½ΠΎΠ² Π² Π±Π°Π·Π΅ ΠΌnΠ± ΠΎΠΏΡΠ΅Π΄Π΅Π»ΡΠ΅ΡΡΡ Π²ΡΡΠ°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ (8Π°) ΠΏΡΠΈ ΡΡΠ»ΠΎΠ²ΠΈΠΈ N=NΠ΄Π±+NΠ°Π±?NΠ°Π± (ΠΊΠΎΠ½ΡΠ΅Π½ΡΡΠ°ΡΠΈΡ Π΄ΠΎΠ½ΠΎΡΠ½ΠΎΠΉ ΠΏΡΠΈΠΌΠ΅ΡΠΈ Π² Π±Π°Π·Π΅ ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΌΠ΅Π½ΡΡΠ΅ ΠΊΠΎΠ½ΡΠ΅Π½ΡΡΠ°ΡΠΈΠΈ Π°ΠΊΡΠ΅ΠΏΡΠΎΡΠ½ΠΎΠΉ ΠΏΡΠΈΠΌΠ΅ΡΠΈ ΠΈ ΠΏΠΎΡΡΠΎΠΌΡ Π΅ΠΉ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΏΡΠ΅Π½Π΅Π±ΡΠ΅ΡΡ), Π° Π΄ΡΠ΅ΠΉΡΠΎΠ²Π°Ρ ΠΏΠΎΠ΄Π²ΠΈΠΆΠ½ΠΎΡΡΡ Π΄ΡΡΠΎΠΊ Π² ΡΠΌΠΈΡΡΠ΅ΡΠ΅ ΠΌpΡ ΠΎΠΏΡΠ΅Π΄Π΅Π»ΡΠ΅ΡΡΡ Π²ΡΡΠ°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ (8Π±) ΠΏΡΠΈ ΡΡΠ»ΠΎΠ²ΠΈΠΈ N=NΠ΄Ρ+NΠ°Ρ?NΠ΄Ρ. ΠΡΡΠΈΡΠ»ΠΈΠΌ ΡΡΠΈ Π²Π΅Π»ΠΈΡΠΈΠ½Ρ:
ΠΠ΅Π»ΠΈΡΠΈΠ½Π° LpΡ Π² (2.6) — Π΄ΠΈΡΡΡΠ·ΠΈΠΎΠ½Π½Π°Ρ Π΄Π»ΠΈΠ½Π° Π΄ΡΡΠΎΠΊ Π² ΡΠΌΠΈΡΡΠ΅ΡΠ΅, ΠΎΠΏΡΠ΅Π΄Π΅Π»ΡΠ΅ΠΌΠ°Ρ Π²ΡΡΠ°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ:
(2.9)
ΠΠΎΠ΄ΡΡΠ°Π²ΠΈΠΌ (2.7) ΠΈ (2.9) Π² (2.6). ΠΠΎΠ»ΡΡΠΈΠΌ:
(2.10)
ΠΡΠΎΠ²Π΅Π΄ΡΠΌ Π²ΡΡΠΈΡΠ»Π΅Π½ΠΈΡ:
ΠΠΎΡΡΡΠΈΡΠΈΠ΅Π½Ρ ΠΏΠ΅ΡΠ΅Π½ΠΎΡΠ° Π½Π΅ΠΎΡΠ½ΠΎΠ²Π½ΡΡ Π½ΠΎΡΠΈΡΠ΅Π»Π΅ΠΉ ΡΠ΅ΡΠ΅Π· Π±Π°Π·Ρ ΠΎΡ ΡΠΌΠΈΡΡΠ΅ΡΠ° ΠΊ ΠΊΠΎΠ»Π»Π΅ΠΊΡΠΎΡΡ ΡΠ°ΡΡΡΠΈΡΡΠ²Π°Π΅ΡΡΡ ΠΏΠΎ ΡΠΎΡΠΌΡΠ»Π΅:
(2.11)
Π³Π΄Π΅ Π΄ΠΈΡΡΡΠ·ΠΈΠΎΠ½Π½Π°Ρ Π΄Π»ΠΈΠ½Π° ΡΠ»Π΅ΠΊΡΡΠΎΠ½ΠΎΠ² Π² Π±Π°Π·Π΅ LnΠ± ΡΠ°ΡΡΡΠΈΡΡΠ²Π°Π΅ΡΡΡ ΠΏΠΎ Π°Π½Π°Π»ΠΎΠ³ΠΈΡΠ½ΠΎΠΉ (2.9) ΡΠΎΡΠΌΡΠ»Π΅:
(2.12)
ΠΠΎΠ΄ΡΡΠ°Π²ΠΈΠΌ (2.12) Π² (2.11):
(2.13)
ΠΡΠΎΠ²Π΅Π΄ΡΠΌ ΡΠ°ΡΡΡΡ:
ΠΠΎΡΡΡΠΈΡΠΈΠ΅Π½Ρ ΠΏΠ΅ΡΠ΅Π΄Π°ΡΠΈ ΡΠΎΠΊΠ° ΡΠΌΠΈΡΡΠ΅ΡΠ° Π½Π°Ρ ΠΎΠ΄ΠΈΡΡΡ ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΡΠΎΠΈΠ·Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΊΠΎΡΡΡΠΈΡΠΈΠ΅Π½ΡΠ° ΠΈΠ½ΠΆΠ΅ΠΊΡΠΈΠΈ Π³ ΠΈ ΠΊΠΎΡΡΡΠΈΡΠΈΠ΅Π½ΡΠ° ΠΏΠ΅ΡΠ΅Π½ΠΎΡΠ° ΡΡΠ°Π½Π·ΠΈΡΡΠΎΡΠ°:
(2.14)
Π Π°ΡΡΡΠΈΡΠ°Π΅ΠΌ :
ΠΡΠ°Π½ΠΈΡΠ½ΡΡ ΡΠ°ΡΡΠΎΡΡ ΡΡΠΈΠ»Π΅Π½ΠΈΡ ΡΡΠ°Π½Π·ΠΈΡΡΠΎΡΠ° ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π²ΡΡΠΈΡΠ»ΠΈΡΡ ΠΏΠΎ ΡΠΎΡΠΌΡΠ»Π΅:
(2.15)
Π³Π΄Π΅ ΠΊΠΎΡΡΡΠΈΡΠΈΠ΅Π½Ρ Π΄ΠΈΡΡΡΠ·ΠΈΠΈ ΡΠ»Π΅ΠΊΡΡΠΎΠ½ΠΎΠ² Π² Π±Π°Π·Π΅ DnΠ± ΠΎΠΏΡΠ΅Π΄Π΅Π»ΡΠ΅ΡΡΡ ΠΈΠ· (7), Π° WΠ± = 2,5 ΠΌΠΊΠΌ — ΠΌΠ΅ΡΠ°Π»Π»ΡΡΠ³ΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠ°Ρ ΡΠΈΡΠΈΠ½Π° Π±Π°Π·Ρ.
ΠΡΠΎΠ²Π΅Π΄ΡΠΌ Π²ΡΡΠΈΡΠ»Π΅Π½ΠΈΡ:
ΠΠΎΡΡΡΠΈΡΠΈΠ΅Π½Ρ ΠΏΠ΅ΡΠ΅Π΄Π°ΡΠΈ ΡΠΎΠΊΠ° Π±Π°Π·Ρ ΠΏΠΎΠ»Π½ΠΎΡΡΡΡ ΠΎΠΏΡΠ΅Π΄Π΅Π»ΡΠ΅ΡΡΡ ΠΊΠΎΡΡΡΠΈΡΠΈΠ΅Π½ΡΠΎΠΌ ΠΏΠ΅ΡΠ΅Π΄Π°ΡΠΈ ΡΠΎΠΊΠ° ΡΠΌΠΈΡΡΠ΅ΡΠ°:
(2.16)
ΠΡΡΠΈΡΠ»ΠΈΠΌ Π΅Π³ΠΎ:
ΠΠ°ΠΏΡΡΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΏΡΠΎΠ±ΠΎΡ ΠΊΠΎΠ»Π»Π΅ΠΊΡΠΎΡΠ½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΠ΅ΡΠ΅Ρ ΠΎΠ΄Π° ΡΠ°ΡΡΡΠΈΡΡΠ²Π°Π΅ΡΡΡ ΠΏΠΎ ΡΠΌΠΏΠΈΡΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΎΠΉ ΡΠΎΡΠΌΡΠ»Π΅:
(2.17)
Π Π°ΡΡΡΠΈΡΠ°Π΅ΠΌ UΠΏΡ:
ΠΠ°ΠΏΡΡΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ ΡΠΌΡΠΊΠ°Π½ΠΈΡ — ΡΡΠΎ ΡΠ°ΠΊΠΎΠ΅ Π½Π°ΠΏΡΡΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ Π½Π° ΠΊΠΎΠ»Π»Π΅ΠΊΡΠΎΡΠ½ΠΎΠΌ ΠΏΠ΅ΡΠ΅Ρ ΠΎΠ΄Π΅, ΠΏΡΠΈ ΠΊΠΎΡΠΎΡΠΎΠΌ ΡΠΈΡΠΈΠ½Π° ΠΊΠ²Π°Π·ΠΈΠ½Π΅ΠΉΡΡΠ°Π»ΡΠ½ΠΎΠΉ ΠΎΠ±Π»Π°ΡΡΠΈ Π±Π°Π·Ρ W ΡΡΠ°Π½ΠΎΠ²ΠΈΡΡΡ ΡΠ°Π²Π½ΠΎΠΉ Π½ΡΠ»Ρ. ΠΠΎΡΠΏΠΎΠ»ΡΠ·ΡΠ΅ΠΌΡΡ ΡΠΎΡΠΌΡΠ»ΠΎΠΉ (1). Π£ΡΠΈΡΡΠ²Π°Ρ, ΡΡΠΎ W=0, ΠΏΠΎΠ»ΡΡΠΈΠΌ:
(2.18)
Π³Π΄Π΅ ΡΠΈΡΠΈΠ½Π° Π±Π°Π·ΠΎΠ²ΠΎΠΉ ΡΠ°ΡΡΠΈ ΠΠΠ ΡΠΌΠΈΡΡΠ΅ΡΠ½ΠΎΠ³ΠΎ p-n ΠΏΠ΅ΡΠ΅Ρ ΠΎΠ΄Π° Π΄pΡ ΠΈ ΡΠΈΡΠΈΠ½Π° Π±Π°Π·ΠΎΠ²ΠΎΠΉ ΡΠ°ΡΡΠΈ ΠΠΠ ΠΊΠΎΠ»Π»Π΅ΠΊΡΠΎΡΠ½ΠΎΠ³ΠΎ p-n ΠΏΠ΅ΡΠ΅Ρ ΠΎΠ΄Π° Π΄pΠΊ ΡΠ°ΡΡΡΠΈΡΡΠ²Π°ΡΡΡΡ ΡΠΆΠ΅ Π½Π΅ Π² ΡΠ΅ΠΆΠΈΠΌΠ΅ ΡΠ°Π²Π½ΠΎΠ²Π΅ΡΠΈΡ (ΠΊΠ°ΠΊ Π² ΠΏΠ΅ΡΠ²ΠΎΠΌ ΠΏΡΠ½ΠΊΡΠ΅), Π° Π² Π°ΠΊΡΠΈΠ²Π½ΠΎΠΌ ΡΠ΅ΠΆΠΈΠΌΠ΅ ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° ΠΊ ΡΠΌΠΈΡΡΠ΅ΡΠ½ΠΎΠΌΡ ΠΏΠ΅ΡΠ΅Ρ ΠΎΠ΄Ρ ΠΏΠΎΠ΄ΠΊΠ»ΡΡΠ΅Π½ΠΎ ΠΏΡΡΠΌΠΎΠ΅ Π½Π°ΠΏΡΡΠΆΠ΅Π½ΠΈΡ, Π° ΠΊ ΠΊΠΎΠ»Π»Π΅ΠΊΡΠΎΡΠ½ΠΎΠΌΡ — ΠΎΠ±ΡΠ°ΡΠ½ΠΎΠ΅:
(2.19Π°)
(2.19Π±) ΠΠΎΠ΄ΡΡΠ°Π²ΠΈΠΌ (2.19) Π² (2.18):
(2.20)
ΠΡΠ΅ΠΎΠ±ΡΠ°Π·ΡΠ΅ΠΌ (2.20) ΠΊ Π²ΠΈΠ΄Ρ:
(2.21)
Π ΡΡΠΎΠΉ ΡΠΎΡΠΌΡΠ»Π΅ ΠΎΡΡΠ°ΡΡΡΡ Π½Π΅ΠΈΠ·Π²Π΅ΡΡΠ½ΠΎ ΡΠΎΠ»ΡΠΊΠΎ ΠΎΠ΄Π½Π° Π²Π΅Π»ΠΈΡΠΈΠ½Π° — ΠΈΡΠΊΠΎΠΌΠΎΠ΅ Π½Π°ΠΏΡΡΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ ΡΠΌΡΠΊΠ°Π½ΠΈΡ UΠΊΠ±. ΠΠΏΡΠ΅Π΄Π΅Π»ΠΈΠΌ Π΅Π³ΠΎ, ΡΠ΅ΡΠΈΠ² ΡΡΠ°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅:
ΠΠΎΠ»ΡΡΠΈΠΌ, ΡΡΠΎ |UΠΊΠ±|? 11,6 Π.
Π Π΅Π·ΡΠ»ΡΡΠ°ΡΡ Π²ΡΠ΅Ρ ΡΠ°ΡΡΡΡΠΎΠ² ΠΏΡΠ΅Π΄ΡΡΠ°Π²Π»Π΅Π½Ρ Π² ΡΠ°Π±Π»ΠΈΡΠ΅ 2.1.
Π’Π°Π±Π»ΠΈΡΠ° 2.1 — Π Π΅Π·ΡΠ»ΡΡΠ°ΡΡ Π²ΡΡΠΈΡΠ»Π΅Π½ΠΈΠΉ ΠΏΠ°ΡΠ°ΠΌΠ΅ΡΡΠΎΠ² Π±ΠΈΠΏΠΎΠ»ΡΡΠ½ΠΎΠΉ ΡΡΡΡΠΊΡΡΡΡ ΡΡΠ°Π½Π·ΠΈΡΡΠΎΡΠ° Ρ ΡΠ΅Π·ΠΊΠΈΠΌ p-n ΠΏΠ΅ΡΠ΅Ρ ΠΎΠ΄ΠΎΠΌ
W, ΠΌΠΊΠΌ | Π³ | Π± | fΠ³Ρ, ΠΠΡ | Π² | UΠΏΡ, Π | |UΠΊΠ± ΡΠΌΡΠΊ |, Π | ||
0,76 | 0,995 | 0,998 | 0,993 | 1,39 | 141,9 | 17,9 | 11,6 | |
ΠΠ°ΠΊΠ»ΡΡΠ΅Π½ΠΈΠ΅
Π Π΄Π°Π½Π½ΠΎΠΉ ΠΊΡΡΡΠΎΠ²ΠΎΠΉ ΡΠ°Π±ΠΎΡΠ΅ ΠΌΡ ΠΏΠΎΠ»ΡΡΠΈΠ»ΠΈ ΠΏΡΠ°ΠΊΡΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΈΠ΅ Π½Π°Π²ΡΠΊΠΈ ΠΏΠΎ ΡΠ°ΡΡΠ΅ΡΡ Ρ Π°ΡΠ°ΠΊΡΠ΅ΡΠΈΡΡΠΈΠΊ ΠΈ ΠΏΠ°ΡΠ°ΠΌΠ΅ΡΡΠΎΠ² ΠΏΠΎΠ»ΡΠΏΡΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²ΡΡ ΠΏΡΠΈΠ±ΠΎΡΠΎΠ². ΠΠΎ ΠΏΠΎΠ»ΡΡΠ΅Π½Π½ΡΠΌ ΡΠ΅Π·ΡΠ»ΡΡΠ°ΡΠ°ΠΌ Π²ΡΡΠΈΡΠ»Π΅Π½ΠΈΠΉ ΠΏΠ°ΡΠ°ΠΌΠ΅ΡΡΠΎΠ² ΠΊΡΠ΅ΠΌΠ½ΠΈΠ΅Π²ΠΎΠ³ΠΎ Π΄ΠΈΠΎΠ΄Π° Ρ ΡΠ΅Π·ΠΊΠΈΠΌ p-n ΠΏΠ΅ΡΠ΅Ρ ΠΎΠ΄ΠΎΠΌ ΠΈΠ· Π·Π°Π΄Π°Π½ΠΈΡ № 1 (ΡΠΌΠΎΡΡΠΈ ΡΠ°Π±Π»ΠΈΡΡ 1.2 — 1.4) ΠΌΡ ΠΌΠΎΠΆΠ΅ΠΌ ΡΠ΄Π΅Π»Π°ΡΡ ΡΠ»Π΅Π΄ΡΡΡΠΈΠ΅ Π²ΡΠ²ΠΎΠ΄Ρ:
1. ΠΊΠΎΠ½ΡΠ°ΠΊΡΠ½Π°Ρ ΡΠ°Π·Π½ΠΎΡΡΡ ΠΏΠΎΡΠ΅Π½ΡΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² Ρk=0,8 Π, Π° ΠΌΠ°ΠΊΡΠΈΠΌΠ°Π»ΡΠ½ΠΎΠ΅ Π·Π½Π°ΡΠ΅Π½ΠΈΠ΅ Π½Π°ΠΏΡΡΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΡΡΠΈ ΡΠ»Π΅ΠΊΡΡΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΠΎΠ»Ρ Π² ΠΠΠ Emax =22 684,16 Π/ΡΠΌ;
2. ΡΠΈΡΠΈΠ½Π° ΠΠΠ p-n ΠΏΠ΅ΡΠ΅Ρ ΠΎΠ΄Π° ΡΠ²Π΅Π»ΠΈΡΠΈΠ²Π°Π΅ΡΡΡ Ρ ΡΠΎΡΡΠΎΠΌ ΠΎΠ±ΡΠ°ΡΠ½ΠΎΠ³ΠΎ Π½Π°ΠΏΡΡΠΆΠ΅Π½ΠΈΡ;
3. ΡΠΎΠΊ Π΄ΠΈΠΎΠ΄Π° ΠΎΡΠ΅Π½Ρ ΡΠ΅Π·ΠΊΠΎ Π·Π°Π²ΠΈΡΠΈΡ ΠΎΡ ΡΠ΅ΠΌΠΏΠ΅ΡΠ°ΡΡΡΡ, Π·Π½Π°ΡΠΈΡΠ΅Π»ΡΠ½ΠΎ ΡΠ²Π΅Π»ΠΈΡΠΈΠ²Π°ΡΡΡ ΠΏΡΠΈ ΠΎΡΠ½ΠΎΡΠΈΡΠ΅Π»ΡΠ½ΠΎ Π½Π΅Π±ΠΎΠ»ΡΡΠΎΠΌ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠΈ ΡΠ΅ΠΌΠΏΠ΅ΡΠ°ΡΡΡΡ, ΡΡΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΡΠ²ΠΈΠ΄Π΅ΡΡ ΠΈΠ· ΠΏΡΠΈΠ»ΠΎΠΆΠ΅Π½ΠΈΡ (ΡΠΌΠΎΡΡΠΈ ΡΠΈΡ. 1.1);
4. Ρ ΡΠ²Π΅Π»ΠΈΡΠ΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ ΠΎΠ±ΡΠ°ΡΠ½ΠΎΠ³ΠΎ Π½Π°ΠΏΡΡΠΆΠ΅Π½ΠΈΡ Π±Π°ΡΡΠ΅ΡΠ½Π°Ρ ΡΠΌΠΊΠΎΡΡΡ p-n ΠΏΠ΅ΡΠ΅Ρ ΠΎΠ΄Π° ΡΠΌΠ΅Π½ΡΡΠ°Π΅ΡΡΡ;
5. Π½Π°ΠΏΡΡΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΏΡΠΎΠ±ΠΎΡ p-n ΠΏΠ΅ΡΠ΅Ρ ΠΎΠ΄Π° UΠ»ΠΏ =113, 5 Π.
Π‘Π΄Π΅Π»Π°ΡΡ ΠΎΠΏΡΠ΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½Π½ΡΠ΅ Π²ΡΠ²ΠΎΠ΄Ρ ΠΌΡ ΠΌΠΎΠΆΠ΅ΠΌ ΠΏΠΎ Π·Π°Π΄Π°Π½ΠΈΡ № 2, Π² ΠΊΠΎΡΠΎΡΠΎΠΌ ΠΏΡΠ΅Π΄Π»Π°Π³Π°Π»ΠΎΡΡ ΠΏΡΠΎΠΈΠ·Π²Π΅ΡΡΠΈ Π²ΡΡΠΈΡΠ»Π΅Π½ΠΈΠ΅ Ρ Π°ΡΠ°ΠΊΡΠ΅ΡΠΈΡΡΠΈΠΊ Π±ΠΈΠΏΠΎΠ»ΡΡΠ½ΠΎΠ³ΠΎ ΡΡΠ°Π½Π·ΠΈΡΡΠΎΡΠ° Ρ ΡΠ΅Π·ΠΊΠΈΠΌ Ρ-n ΠΏΠ΅ΡΠ΅Ρ ΠΎΠ΄ΠΎΠΌ (ΡΠΌΠΎΡΡΠΈ ΡΠ°Π±Π»ΠΈΡΡ 2.1):
1. ΠΊΠΎΠ½ΡΠ΅Π½ΡΡΠ°ΡΠΈΡ Π΄ΠΎΠ½ΠΎΡΠ½ΠΎΠΉ ΠΏΡΠΈΠΌΠ΅ΡΠΈ Π² Π±Π°Π·Π΅ ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΌΠ΅Π½ΡΡΠ΅ ΠΊΠΎΠ½ΡΠ΅Π½ΡΡΠ°ΡΠΈΠΈ Π°ΠΊΡΠ΅ΠΏΡΠΎΡΠ½ΠΎΠΉ ΠΏΡΠΈΠΌΠ΅ΡΠΈ;
2. ΡΠΎΠ»ΡΠΈΠ½Π° ΠΊΠ²Π°Π·ΠΈΠ½Π΅ΠΉΡΡΠ°Π»ΡΠ½ΠΎΠΉ ΠΎΠ±Π»Π°ΡΡΠΈ Π±Π°Π·Ρ ΠΏΡΠΈ ΠΎΡΡΡΡΡΡΠ²ΠΈΠΈ Π²Π½Π΅ΡΠ½ΠΈΡ Π½Π°ΠΏΡΡΠΆΠ΅Π½ΠΈΠΉ Π½Π° ΡΡΠ°Π½Π·ΠΈΡΡΠΎΡΠ΅ W=0,76 ΠΌΠΊΠΌ;
3. ΠΊΠΎΡΡΡΠΈΡΠΈΠ΅Π½Ρ ΠΈΠ½ΠΆΠ΅ΠΊΡΠΈΠΈ ΡΠΌΠΈΡΡΠ΅ΡΠ° Π³=0,995, ΠΊΠΎΡΠΎΡΡΠΉ ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·ΡΠ²Π°Π΅Ρ, ΠΊΠ°ΠΊΡΡ Π΄ΠΎΠ»Ρ ΠΏΠΎΠ»Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΡΠΎΠΊΠ° ΡΠΌΠΈΡΡΠ΅ΡΠ° ΡΠΎΡΡΠ°Π²Π»ΡΠ΅Ρ ΠΏΠΎΠ»Π΅Π·Π½ΡΠΉ ΡΠΎΠΊ ΠΈΠ½ΠΆΠ΅ΠΊΡΠΈΠΈ Π½Π΅ΠΎΡΠ½ΠΎΠ²Π½ΡΡ (Π΄Π»Ρ Π±Π°Π·Ρ) Π½ΠΎΡΠΈΡΠ΅Π»Π΅ΠΉ ΠΈΠ· ΡΠΌΠΈΡΡΠ΅ΡΠ° Π² Π±Π°Π·Ρ, ΠΎΠΏΡΠ΅Π΄Π΅Π»ΡΡΡΠΈΠΉ ΡΠΏΡΠ°Π²Π»ΡΠ΅ΠΌΡΡ ΡΠ°ΡΡΡ Π²ΡΡ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΡΠΎΠΊΠ° Π² ΠΊΠΎΠ»Π»Π΅ΠΊΡΠΎΡΠ½ΠΎΠΉ ΡΠ΅ΠΏΠΈ. Π ΡΠ΅ΠΌ Π±Π»ΠΈΠΆΠ΅ ΠΊΠΎΡΡΡΠΈΡΠΈΠ΅Π½Ρ Π³ ΠΊ Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡΠ΅, ΡΠ΅ΠΌ ΡΡΡΠ΅ΠΊΡΠΈΠ²Π½Π΅Π΅ ΠΈΠ½ΠΆΠ΅ΠΊΡΠΈΡ;
4. ΠΊΠΎΡΡΡΠΈΡΠΈΠ΅Π½Ρ ΠΏΠ΅ΡΠ΅Π½ΠΎΡΠ° Π½Π΅ΠΎΡΠ½ΠΎΠ²Π½ΡΡ Π½ΠΎΡΠΈΡΠ΅Π»Π΅ΠΉ ΡΠ΅ΡΠ΅Π· Π±Π°Π·Ρ ΠΎΡ ΡΠΌΠΈΡΡΠ΅ΡΠ° ΠΊ ΠΊΠΎΠ»Π»Π΅ΠΊΡΠΎΡΡ Ρ=0,998, ΠΊΠΎΡΠΎΡΡΠΉ ΠΊΠΎΠ»ΠΈΡΠ΅ΡΡΠ²Π΅Π½Π½ΠΎ Ρ Π°ΡΠ°ΠΊΡΠ΅ΡΠΈΠ·ΡΠ΅Ρ ΠΏΡΠΎΡΠ΅ΡΡ ΡΠ΅ΠΊΠΎΠΌΠ±ΠΈΠ½Π°ΡΠΈΠΈ Π΄ΡΡΠΎΠΊ Π² Π±Π°Π·Π΅;
5. ΠΊΠΎΡΡΡΠΈΡΠΈΠ΅Π½Ρ ΠΏΠ΅ΡΠ΅Π΄Π°ΡΠΈ ΡΠΎΠΊΠ° ΡΠΌΠΈΡΡΠ΅ΡΠ° Π±=0,93 ΠΈ ΠΊΠΎΡΡΡΠΈΡΠΈΠ΅Π½Ρ ΠΏΠ΅ΡΠ΅Π΄Π°ΡΠΈ ΡΠΎΠΊΠ° Π±Π°Π·Ρ Π²=141,9. ΠΠΎΡΡΡΠΈΡΠΈΠ΅Π½Ρ ΠΏΠ΅ΡΠ΅Π΄Π°ΡΠΈ ΡΠΎΠΊΠ° — Π²Π°ΠΆΠ½Π΅ΠΉΡΠΈΠΉ ΡΡΠ°ΡΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΈΠΉ ΠΏΠ°ΡΠ°ΠΌΠ΅ΡΡ ΡΡΠ°Π½Π·ΠΈΡΡΠΎΡΠ°, Ρ Π°ΡΠ°ΠΊΡΠ΅ΡΠΈΠ·ΡΡΡΠΈΠΉ Π΅Π³ΠΎ ΡΡΠΈΠ»ΠΈΡΠ΅Π»ΡΠ½ΡΠ΅ ΡΠ²ΠΎΠΉΡΡΠ²Π°;
6. Π³ΡΠ°Π½ΠΈΡΠ½Π°Ρ ΡΠ°ΡΡΠΎΡΠ° ΡΡΠΈΠ»Π΅Π½ΠΈΡ ΡΡΠ°Π½Π·ΠΈΡΡΠΎΡΠ° fΠ³Ρ =1,39 ΠΠΡ;
7. Π½Π°ΠΏΡΡΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΏΡΠΎΠ±ΠΎΡ ΠΊΠΎΠ»Π»Π΅ΠΊΡΠΎΡΠ½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΠ΅ΡΠ΅Ρ ΠΎΠ΄Π° UΠΏΡ =17,9 Π ΠΈ Π½Π°ΠΏΡΡΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ ΡΠΌΡΠΊΠ°Π½ΠΈΡ |UΠΊΠ± ΡΠΌΡΠΊ |= 11,6 Π.
ΠΏΠΎΠ»ΡΠΏΡΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²ΡΠΉ Π΄ΠΈΠΎΠ΄ ΡΡΠ°Π½Π·ΠΈΡΡΠΎΡ ΠΏΡΠΈΠ±ΠΎΡ
1 ΠΠ°Π»Π»Π΅Ρ Π ., ΠΠ΅ΠΉΠΌΠΈΠ½Ρ Π’. ΠΠ»Π΅ΠΌΠ΅Π½ΡΡ ΠΈΠ½ΡΠ΅Π³ΡΠ°Π»ΡΠ½ΡΡ ΡΡ Π΅ΠΌ: ΠΠ΅Ρ. Ρ Π°Π½Π³Π». — Π.: ΠΠΈΡ, 1989. — 630 Ρ., ΠΈΠ».
2 Π‘ΡΠ΅ΠΏΠ°Π½Π΅Π½ΠΊΠΎ Π. Π. ΠΡΠ½ΠΎΠ²Ρ ΠΌΠΈΠΊΡΠΎΡΠ»Π΅ΠΊΡΡΠΎΠ½ΠΈΠΊΠΈ: Π£ΡΠ΅Π±. ΠΏΠΎΡΠΎΠ±ΠΈΠ΅ Π΄Π»Ρ Π²ΡΠ·ΠΎΠ². — 2-Π΅ ΠΈΠ·Π΄., ΠΏΠ΅ΡΠ΅ΡΠ°Π±. ΠΈ Π΄ΠΎΠΏ. — Π.: ΠΠ°Π±ΠΎΡΠ°ΡΠΎΡΠΈΡ ΠΠ°Π·ΠΎΠ²ΡΡ ΠΠ½Π°Π½ΠΈΠΉ, 2001. — 488 Ρ.