Жартылай өткізгішті маталл контактісі
Жартылай өткізгіш–металл контактісі және Шоттки барьері
Жартылай өткізгіш пен металл түйіскенде контакт аймағында әртүрлі физикалық күйлер қалыптасуы мүмкін. Бұл құбылыс жартылай өткізгіштің түріне (p-типті немесе n-типті) және металл мен жартылай өткізгіштің шығу жұмыстарының (термодинамикалық жұмыстардың) арақатынасына тәуелді.
Контакт аймағында пайда болатын негізгі үш күй
-
1) Жалпақ зоналар шарты (нейтралды контакт): жартылай өткізгіште зоналардың иілуі байқалмайды, сондықтан контакт электрлік тұрғыдан нейтралды сипат алады.
-
2) Байытылу шарты (омдық контакт): жартылай өткізгіштің беткі қабаты негізгі тасымалдаушылармен байиды (p-типте — тесіктермен, n-типте — электрондармен). Мұндай контакт токты екі бағытта да тиімді өткізеді, яғни омдық контакт түзіледі.
-
3) Кедейлену шарты (блоктаушы контакт, Шоттки барьері): жартылай өткізгіштің беткі қабаты негізгі тасымалдаушыларға кедейленеді. Нәтижесінде жартылай өткізгіш жағында донорлар немесе акцепторлардың иондалған зарядтары жиналған кеңістіктік заряд аймағы қалыптасып, блоктаушы контакт — Шоттки барьері пайда болады.
Блоктаушы контакттағы ток және Ричардсон теңдеуі
Жартылай өткізгіш құрылғыларда блоктаушы жартылай өткізгіш–металл контактілері кең қолданылады. Мұндай контакттағы термоэлектрондық эмиссия арқылы өтетін ток (және жалпы алғанда сыртқы қатты денеден электрондардың термиялық эмиссиясы) Ричардсон теңдеуімен сипатталатыны көрсетілген.
p-типті жартылай өткізгіш үшін шарттың мысалы
p-типті жартылай өткізгіш пен металл контактісін қарастырайық. Металдың шығу жұмысы ΦMe жартылай өткізгіштің шығу жұмысынан Φp кіші болатын жағдайды таңдайық: ΦMe < Φp. Осы шарт орындалғанда, теңдеуге сәйкес, жартылай өткізгіш бетіндегі термоэлектрондық эмиссия тогы металдың сыртқы термоэлектрондық эмиссия тогынан үлкен болуы мүмкін.
Қысқаша түйін
Жартылай өткізгіш–металл контактінің сипаты шығу жұмыстарының арақатынасына және тасымалдаушылардың беткі қабаттағы қайта бөлінуіне тәуелді. Нәтижесінде нейтралды, омдық немесе блоктаушы контакт қалыптасады; ал блоктаушы режимде кеңістіктік заряд аймағы түзіліп, Шоттки барьері пайда болады.