Ток утечки

Ток утечки I у обусловлен поверхностными энергетическими уровнями, которые способствуют активной генерации – рекомбинации, а также проводимостью поверхностных молекулярных и ионных пленок, шунтирующих p-n переход (это могут быть молекулы окислов основного материала, молекулы газов, воды, ионы водорода и т.п.). Ток утечки слабо зависит от температуры окружающей среды и линейно возрастает при изменении обратного напряжения. Почти линейный участок зависимости I у(U) можно охарактеризовать эквивалентным сопротивлением утечки R у. Характерной особенностью тока утечки является его временная нестабильность, которую часто называют «ползучестью». Ползучесть проявляется в изменении обратного тока в течение некоторого времени после скачкообразного изменения обратного напряжения, в частности после его включения.

На основании рассмотрения составляющих обратного тока p-n перехода можно принять следующее решение. Обратный ток германиевого p-n перехода включает составляющие: I обр _Ge» I ₀ +I у,

а обратный ток кремниевого p-n перехода – I обр _Si » Iт /г +I у.

На рис. 8 приведены примерные зависимости составляющих обратного тока германиевого p-n перехода и обратные ветви ВАХ для двух температур окружающей среды.

Для германиевых p-n переходов обратный ток в основном определяется током насыщения и имеет величину десятки микроампер. Ток термогенерации у них мал и им обычно пренебрегают. Незначительный наклон обратной ветви ВАХ германиевых p-n переходов обусловлен током утечки.

На рис. 9 приведены примерные зависимости составляющих обратного тока кремниевого p-n перехода и обратные ветви ВАХ для двух температур окружающей среды.

Обратный ток кремниевого p-n перехода примерно на три, четыре порядка меньше обратного тока германиевого перехода. Объясняется это тем, что ширина запрещенной зоны у кремния больше, чем у германия, а концентрация неосновных носителей заряда оказывается на шесть порядков ниже. Поэтому ток I ₀ в кремниевом p-n переходе пренебрежимо мал, а ток термогенерации невелик из-за малого объема p-n перехода, ток утечки при современной технологии изготовления p-n перехода имеет незначительную величину. Отсюда в целом обратный ток кремниевого p-n перехода имеет намного меньшее значение, чем в германиевом переходе.

Рис. 8. Обратные ветви ВАХ германиевого p-n перехода

Рис. 9. Обратные ветви ВАХ кремниевого p-n перехода

Дата добавления: 2014-01-20