Siz yarimo'tkazgichli lazerlar haqida bilasizmi? (2-qism)

Yarimo'tkazgichli lazerlar korrelyatsiya 2-qism.

Lazer zamonaviy lazerli ishlov berish tizimlarining asosiy tarkibiy qismlaridan biridir. Lazerni qayta ishlash texnologiyasining rivojlanishi bilan lazer ham doimiy ravishda rivojlanmoqda, ko'plab yangi lazerlar mavjud.

Doplangan yarimo'tkazgichli lazerlar

Yarimo'tkazgichlar bugungi raqamli dunyoda keng qo'llaniladi, chunki ular kristall panjaralariga aralashmalar kiritish orqali elektr xususiyatlarini o'zgartirishi mumkin, bu doping deb nomlanuvchi jarayon.

Yarimo'tkazgichlardagi aralashmalar qarshilikka sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Yarimo'tkazgichga iz aralashma qo'shilsa, nopoklik atomi yaqinidagi davriy potentsial maydon buziladi va qo'shimcha bog'langan holat hosil bo'ladi, natijada tarmoqli bo'shlig'ida qo'shimcha nopoklik darajasi paydo bo'ladi. Misol uchun, fosfor, mishyak va surma kabi nopoklik atomlari to'rtlamchi element germaniy yoki kremniy kristaliga qo'shilsa, nopoklik atomi panjara molekulasi sifatida besh valent elektrondan to'rttasiga ega bo'lib, atrofdagilar bilan kovalent bog'lanish hosil qiladi. germaniy (yoki kremniy) atomi va qo'shimcha elektron nopoklik atomiga bog'lanib, vodorodga o'xshash energiya darajasini hosil qiladi. Nopoklik darajasi taqiqlangan banddan yuqorida va o'tkazuvchanlik bandining pastki qismida joylashgan. Nopoklik darajasidagi elektronlar elektron tashuvchilar sifatida o'tkazuvchanlik zonasiga osongina qo'zg'atiladi. Elektron tashuvchini ta'minlovchi nopoklik donor, mos keladigan energiya darajasi esa donor darajasi deb ataladi.

Yarimo'tkazgichlarning o'tkazuvchanlik xususiyatlariga ichki yarim o'tkazgichlarning nopoklik kontsentratsiyasi va polaritesi katta ta'sir ko'rsatadi. Doplangan yarim o'tkazgich tashqi yarimo'tkazgich deb ataladi.

Doplangan yarimo'tkazgich: nopoklik yarimo'tkazgich diffuziya jarayoni bilan oz miqdordagi mos aralashma elementlarini ichki yarimo'tkazgichga aralashtirish orqali olinadi.

P tipidagi yarimo'tkazgichli lazerlar: Kristal panjaradagi kremniy atomlari oʻrniga uch valentli elementni (masalan, bor) aralashtirish natijasida sof kremniy kristall hosil boʻladi.

Ko'pchilik tashuvchilar: P tipidagi yarimo'tkazgichlarda teshiklar kontsentratsiyasi ko'pchilik tashuvchilar yoki qisqacha poli tashuvchilar deb nomlanuvchi erkin elektronlar kontsentratsiyasidan kattaroqdir.

Ozchilik tashuvchilari: P tipidagi yarimo'tkazgichlarda erkin elektronlar ozchilik tashuvchilari yoki qisqacha ozchilik tashuvchilardir.

Qabul qiluvchi atom: nopoklik atomidagi bo'sh joy elektronlarni o'zlashtiradi va qabul qiluvchi atom deb ataladi.

P tipidagi yarimo'tkazgichning o'tkazuvchanlik xususiyatlari: u elektr tokini teshiklar orqali o'tkazadi. Ko'proq iflosliklar qo'shilsa, ko'pburchaklar (teshiklar) kontsentratsiyasi qanchalik baland bo'lsa va o'tkazuvchanlik ko'rsatkichlari qanchalik kuchli bo'ladi.

N tipidagi yarimo'tkazgichli lazerlar: Kristal panjaradagi kremniy atomlari o'rniga besh valentli elementni (fosfor kabi) aralashtirish natijasida sof kremniy kristalli hosil bo'ladi.

Ko'p elektronlar: N tipidagi yarim o'tkazgichlarda ko'p elektronlar erkin elektronlardir.

Ozchilik: N tipidagi yarimo'tkazgichlarda ozchilik teshikdir.

Donor atomi: Elektronlarni qo'shadigan nopoklik atomlari donor atomlari deb ataladi.

N-tipli yarimo'tkazgichlarning o'tkazuvchanligi: qancha ko'p aralashmalar qo'shilsa, ko'pburchaklar (erkin elektronlar) kontsentratsiyasi shunchalik yuqori bo'ladi va o'tkazuvchanlik kuchliroq bo'ladi.

Yarimo'tkazgichli lazerlarni doping

Doplangan materialning musbat yoki manfiy zaryadiga ko'ra, qo'shilgan material donorlar va qabul qiluvchilarga bo'linishi mumkin. donor atomlaridan valent elektronlar (valent elektronlar) doplangan material atomlariga kovalent bo'lgan valent elektronlardir va shuning uchun bog'langan. Doplangan moddaning atomiga kovalent bog'lanmagan elektron donor elektron deb ham ataladigan donor atomiga zaif bog'langan.

Ichki yarim o'tkazgichlardagi valentlik elektronlari bilan solishtirganda, donor elektronlarning o'tkazuvchanlik zonasiga o'tish uchun zarur bo'lgan energiya kamroq bo'ladi va yarim o'tkazgich materiallar panjarasida harakat qilish va oqim hosil qilish osonroq. Donor elektron energiya oladi va o'tkazuvchanlik zonasiga sakrab chiqsa-da, u ichki yarim o'tkazgichdagi kabi elektr teshigini qoldirmaydi va donor atomi faqat elektronni yo'qotgandan so'ng yarim o'tkazgich materialining kristall panjarasida mustahkamlanadi. Shuning uchun, doping tufayli o'tkazuvchanlikni ta'minlash uchun ortiqcha elektronlarni oladigan yarimo'tkazgich N tipidagi yarimo'tkazgich deb ataladi, bu erda n manfiy zaryadlangan elektronlarni bildiradi.

Donordan farqli o'laroq, qabul qiluvchi atom yarim o'tkazgich panjarasiga kirganda, valent elektronlar soni yarim o'tkazgich atomiga qaraganda kamroq bo'lganligi sababli, u ekvivalent vakansiyani keltirib chiqaradi va bu qo'shimcha bo'sh joyni elektr teshigi deb hisoblash mumkin. Doplangan yarimo'tkazgich P tipidagi yarimo'tkazgich deb ataladi, bu erda p musbat zaryadlangan teshiklarni bildiradi.

Doping ta'siri kremniyning ichki yarimo'tkazgichi bilan tasvirlangan. Kremniyda to'rtta valentlik elektron mavjud va kremniyda tez-tez ishlatiladigan doping materiallari uch valentli va kvinvevalent elementlarni o'z ichiga oladi. Bor kabi faqat uchta valent elektronga ega bo'lgan uch valentli elementlar kremniy yarim o'tkazgichlarga qo'shilsa, bor qabul qiluvchi rolini o'ynaydi va bor bilan qo'shilgan kremniy yarim o'tkazgichlar P tipidagi yarim o'tkazgichlardir. Aksincha, agar fosfor (fosfor) kabi besh valentli elementlar kremniy yarimo'tkazgichga qo'shilsa, fosfor donor rolini o'ynaydi va qo'shilgan fosforli kremniy yarimo'tkazgich N tipidagi yarim o'tkazgichga aylanadi.

Yarimo'tkazgichli material donor va akseptor bilan qo'shilishi mumkin va yarimo'tkazgichning N-tipi yoki P-tipi bo'lishini qanday hal qilish qo'shilgan yarimo'tkazgichga bog'liq, akseptor teshiklarning yuqori konsentratsiyasini keltiradi yoki donor elektronlarning yuqori konsentratsiyasini keltiradi, ya'ni yarimo'tkazgichning "ko'pchilik tashuvchisi" nima. Aksariyat tashuvchining aksi ozchilik tashuvchisidir. Yarimo'tkazgich komponentlarining ishlash printsipini tahlil qilish uchun yarimo'tkazgichlarda bir nechta tashuvchilarning xatti-harakati juda muhimdir.

Bu haqda 3-qismdan ko'proq bilib oling

Bog'lanish uchun ma'lumot:

Agar sizda biron bir fikr bo'lsa, biz bilan gaplashing. Mijozlarimiz qayerda bo'lishidan va bizning talablarimiz qanday bo'lishidan qat'i nazar, biz mijozlarimizga yuqori sifat, arzon narxlar va eng yaxshi xizmatni taqdim etish maqsadimizga amal qilamiz.