Емкость р-n перехода

Лавинный пробой

Тепловой пробой

Туннельный (зенеровский) пробой

Пробой p-n перехода

Итог урока (Рефлексия). Проверка выполнения работы. Выставление оценок.

Домашнее задание.

Закрепление.

Опрос или тестирование.

Ход урока

1. Организационный момент:

a. Проверка состояния аудитории, внешнего вида студентов,

b. наличие бейджей, учебных принадлежностей: ручки, тетради.

c. Присутствие студентов на занятии.

3. Выдача нового материала:

a. Пробой p-n перехода

b. Туннельный пробой

c. Лавинный пробой

d. Тепловой пробой

e. Емкость p-n перехода

f. Барьерная емкость

g. Диффузионная емкость

h. Вольт-амперная характеристика диода.

Пробоем электронно-дырочного перехода называют явление очень быстрого роста обратного тока при незначительном повышении постоянного обратного напряжения.

Пробоем электронно-дырочного перехода – это резкое изменение режима работы перехода, находящегося под обратным напряжением.

Выделяют три типа пробоев: туннельный (зенеровский), лавинный и тепловой.

Если геометрическое расстояние между валентной зоной и зоной проводимости достаточно мало, то возникает туннельный эффект – явление прохождение электронов сквозь потенциальный барьер

Тепловыделение в области электронно-дырочного перехода, пропорциональное обратному напряжению и обратному току, увеличивает температуру кристалла полупроводника и силу обратного тока, что приводит к ещѐ большему тепловыделению, ещѐ большему обратному току и более высокой температуре и так далее. В результате такого катастрофического перегрева получает развитие тепловой пробой, который разрушает электронно-дырочный переход и после остывания прежние свойства, например, односторонней проводимости, к нему уже не вернутся. Тепловой пробой возникает после электрического пробоя перехода. (видеоролик)

Лавинный пробой возникает если при движении до очередного соударения с атомом дырка (или электрон) приобретает энергию, достаточную для ионизации атома. Расстояние, которое проходит носитель заряда до соударения называют длиной свободного пробега. (видеоролик)

Основное влияние на возможность работы электронно-дырочного перехода на определѐнных частотах оказывают две ѐмкости, которые называют диффузионной и барьерной. (видеоролик)

Барьерной называют ѐмкость, которая возникает при обратном включении электронно-дырочного перехода, когда практически все носители заряда находятся на границе раздела, а в нѐм самом отсутствуют.

Вследствии диффузии электронов и дырок через p-n переход области, возникают нескомпенсированные объемные заряды ионизированных атомов примесей, которые закреплены в узлах кристаллической решетки полупроводника и поэтому не участвуют в процессе протекания электрического тока. Однако объемные заряды создают электрическое поле, которое в свою очередь самым существенным образом влияет на движение свободных носителей электричества, то есть на процесс протекания тока.

При увеличении обратного напряжения область пространственных зарядов и величина заряда в каждом слое (p и n) увеличивается. Это увеличение происходит непропорционально: при большом по модулю обратном напряжении заряд увеличивается при увеличении модуля напряжения медленнее, чем при малом по модулю обратном напряжении.

Q – пространственный заряд в слое n полупроводника

U - внешнее напряжение, приложенное к p-n переходу.

(Оспищева – барьерная емкость доклад, Маспак – диффузионная емкость)

Диффузионную ѐмкость инициируют носители заряда, которые при прямом включении электронно-дырочного перехода в силу инжекции диффундируют через него и не успевают пройти рекомбинацию.

Общая емкость p-n перехода – это сумма барьерной и диффузионной емкости.

Дата добавления: 2014-01-04