Вольтамперная характеристика. Прямой и обратный токи

Обратный ток в p - n ‑ переходе вызывается неосновными носителями одной из областей, которые, дрейфуя в электрическом поле области объемного заряда, попадают в область, где они являются основными. Так как концентрация основных носителей существенно превышает концентрацию неосновных, то появление незначительного количества основных носителей не изменит равновесного состояния полупроводника. Т.о. обратный ток зависит только от количества неосновных носителей, появляющихся на границе области объемного заряда.

Внешнее приложенное напряжение определяет скорость перемещения этих носителей из одной области в другую, но не число носителей, проходящих через переход в единицу времени. Следовательно, обратный ток через переход является током проводимости и не зависит от высоты потенциального барьера, т.е. он остается постоянным при изменении обратного напряжения.

При прямом смещении p - n ‑ перехода появляется также диффузионный ток, вызванный диффузией основных носителей, преодолевающих потенциальный барьер (инжекция носителей). Т.е при протекании прямого тока через переход из электронной области в дырочную будет происходить инжекция электронов, а из дырочной ‑ инжекция дырок.

Диффузионный ток зависит от высоты потенциального барьера экспоненциально:

,

где U - напряжение на p - n – переходе.

Кроме диффузионного тока прямой ток содержит ток проводимости, протекающий в обратном направлении, поэтому полный ток при прямом смещении p - n ‑ перехода будет равен разности диффузионного тока и тока проводимости.

. (1)

Этому уравнению соответствует вольт-амперная характеристика (ВАХ), представленная на рис. 2б.

Из (1) можно определить дифференциальное сопротивление p - n ‑ перехода:

.

а б

Рис. 2. Условное обозначение (а) и ВАХ (б)

полупроводникового диода

Дата добавления: 2014-11-29