Вольт-амперная характеристика р-п перехода. На рисунке 6.8,а показан р-п переход, замкнутый накоротко внешним проводом, заштрихованная область соответствует обедненному слою

На рисунке 6.8,а показан р-п переход, замкнутый накоротко внешним проводом, заштрихованная область соответствует обедненному слою. Если на р-п переход подать положительное напряжение, как показано на рисунке 6.8,б, то обедненный слой сузится. при подаче напряжения обратного знака обедненный слой расширится (рисунок 6.8,в). Говорят, что при подаче положительного напряжения, осуществляется смещение р-п перехода в пря-

а) б) в)

Рисунок 6.8

мом направлении, а при подаче отрицательного напряжения – в обратном. Смещение в прямом направлении понижает потенциальные барьеры для эле- ктронов и дырок на величину напряжения смещения. Смещение в обратном направлении увеличивает потенциальные барьеры на величину напряжения смещения.

Для тока через тонкий р-п переход справедливо следующее выражение:

i = I_{R SAT} (e ^{u / UT} -1 ),

где I_{R SAT} – обратный ток насыщения, а U_T – температурный потенциал

U_T = k T/q.

Здесь q – заряд электрона, k - постоянная Больцмана, Т – абсолютная темпе-ратура. При комнатной температуре (Т = 290^О К).

U_T = 0,025 В.

Рисунок 6.9

Снабдив р-п переход омическими контактами, одинаково хорошо проводящими ток в любом направлении, получим плоскостной диод. На ри-сунке 6.9 показаны вольт-амперные характеристики германиевого и кремние- вого плоскостных диодов средней мощности. Масштаб по оси ординат для отрицательных значений токов выбран во много раз более крупным, чем для

положительных.

Уже при сравнительно небольших отрицательных напряжениях обрат- ный ток достигает тока насыщения I_{R SAT} . Этот ток создается неосновными носителями: электронами р –области и дырками п –области, переходу которых из одной области в другую способствует потениальный барьер вблизи грани-цы раздела. С увеличением обратного напряжения не происходит увеличения тока, так как число неосновных носителей определяется лишь температурой.

Несмотря на более крупный масштаб по оси ординат для отрицатель-ных значений тока, обратный ток кремниевого диода не показан на рисунке, т.к. обычно обратный ток кремниевого диода на 2 – 3 порядка меньше обратного тока германиевого диода.

Вольт-амперные характеристики диодов проходят через нуль, но достаточно заметный ток появляется у германиевых диодов лишь при напря-жении 0,1 – 0,2 В, а у кремниевых диодов при напряжении 0,5 – 0,6 В.

Дата добавления: 2014-01-20