P-n-переход при внешнем напряжении приложенном к нему

Внешнее напряжение, приложенное к p-n-переходу, нарушает динамическое равновесие токов, отсюда p-n-переход переходит в неравновесное состояние.

1)P-n-переход считается смещенным в обратном направлении, если к p-области приложен «-», а к n-области – «+» внешнего источника напряжения.

Напряжение направлено согласно с φ_к, а потому результирующее напряжение на p-n-переходе равно их сумме: U_pn = U + φ_k. Это увеличивает E электрического поля, ширина p-n-перехода возрастает, процесс диффузии полностью прекращается через p-n-переход протекает обратный ток:

I_pn = I_обр = I₀ – это тепловой ток неосновных носителей заряда I₀. I_диф обращается в ноль. Величина теплового тока зависит от:

а) Температуры окружающей среды:

Поскольку обратный ток связан с не основными носителями заряда, а их концентрация мала, то величина I₀ принимает малые значения. Т⁰- текущая температура p-n-перехода, -исходное значение температуры окружающей среды, - температура удвоения теплового тока.(5⁰-6⁰С для Si, 9⁰-10⁰С для Ge, отсюда I₀ p-n-перехода из Si сильнее зависит от температуры, чем из Ge).

б) I₀ зависит от материала p-n-перехода.

()<<() (в 1000 и более раз).

2)p-n-переход смещен в прямом направлении, если к p приложен «+», а к n – «-».

Такое напряжение направлено встречно φ_к, а потому результирующее напряжение на p-n-переходе уменьшается до величины: U_pn= φ_к-U, это уменьшает E электрического поля, p-n-переход сужается. Возобновляется процесс диффузии основных носителей заряда. Через p-n-переход протекает прямой ток: I_pn=I_прямой=I_диф (ток диффузии основных носителей заряда).

При возрастании напряжения диффузионный ток резко возрастает и может достигать больших значений, поскольку он связан с основными носителями заряда, концентрация которых велика.

Дата добавления: 2014-01-07