Особенности реальной ВАХ p-n перехода

Обратн ток реальных диодов сущ-но превышает ток J₀, определяемый (2.76), кот получаются без учета генерационно-рекомбинационных процессов в переходе. При микроминиатюризации p-n переходов, уравнение (2.76) получает практическое знач т. к. в этом сл эл-ны пролетают ОПЗ как в вакууме. Вне этих пределов, составляющая обратн тока обусловлена процессом генерации электронно-дырочных пар в p-n переходе, наз-ным током термогенерации. Процесс генерации и рекомб-ции протекает во всех частях диода, как в ОПЗ p-n перехода, так и в n и p базах, в равновесном сост-и составляющие скорости рекомб и генерации = и противоп-ны по направлению, поэтому результир потоки носителей отсутствуют. С приложением диоду обратного смещения толщина ОПЗ , и обедненный слой будет доп-но обедняться свободными НЗ. Дефицит свободных НЗ замедлит процесс рекомб-ции в p-n переходе. В рез-те равновесие сдвиг-ся в сторону генерации. В рез-те избыточные генерируемые НЗ будут перебрасываться полем перехода в нейтральный области. Дырки в n обл, эл-ны в p обл. Эти потоки и образуют ток термогенерации, на вел-ну кот и будет обратного теплового тока J₀

Если принять условия:

(симметричный p-n переход), то

(2.79) где d – ширина ОПЗ p-n перехода.Из (2.79) видно, что сост-щая обратного тока, обусловленного генерацией, будет если:1) конц-ция , практически это достигается степени легир-я n и p областей p-n перехода.2)понижение диффузии длины НЗ L достигается t жизни τ.3)с толщины p-n перехода L.4) , что всегда реализуется с толщины запретной зоны Eg.

Например, если для германия задаться параметрами:

d=10­^-6 м; =0,02 Ом м (уд сопр); τ=10­^-6 м; =10­­¹⁰м^-3; Eg =0,72эВ; то ток генерации составляет J_G =0.1 J ₀ (J₀ теплов ток).При тех же условиях для кремния Eg=1,2 эВ и конц-ции собственных НЗ =10­­¹⁶м^-3, ток генерации J_G =3000 J₀ (используется именно). Из этого =>, что для кремния ток термогенерации J_G будет основным. Составляем ВАХ

омический участок

а) прямая ветвь идеального (пунктир) и реального диода.

б) обратные ветви идеального и реального p-n перехода.

При прямом смещении концентрация свободных НЗ в p-n переходе , поэтому генерационно-рекомбинационный процесс сдвигается в сторону рекомбинации и ток в прямом направлении на некоторую вел-ну Jрек (ток рекомбинации). С прямого смещения относит доля тока рекомбинирует в общем, прямом токе, быстро ь. Поэтому Jрек оказывает существенное влияние на ВАХ только на начальном участке, когда еще существует p-n переход.

Дата добавления: 2015-06-04