ВАХ p-n- перехода

Вольтамперной характеристикой (ВАХ) p-n - перехода называется зависимость тока, протекающего через p-n- переход от приложенного внешнего напряжения I = f(U) (рис.7).

Рис. 10 – Вольтамперная характеристика p-n- перехода: 1 – прямая ветвь; 2 – обратная ветвь при лавинном пробое; 3 – обратная ветвь при тепловом пробое

Прямую 1 и обратную 2 ветви ВАХ изображают в различном масштабе, поскольку в нормальном режиме работы p-n- перехода обратный ток на несколько порядков меньше прямого.

При достижении обратным напряжением некоторой критической величины U_проб происходит резкое уменьшение сопротивления p-n- перехода. Это явление называется пробоем p-n- перехода, а соответствующее ему напряжение – напряжением пробоя. Различают электрический и тепловой пробой. Электрический пробой (участок АБВ характеристики) является обратимым, т. е. при этом пробое в переходе не происходит необратимых изменений (разрушения структуры вещества). Могут существовать два вида электрического пробоя: лавинный и туннельный.

Лавинный пробой объясняется лавинным размножением носителей за счет ударной ионизации и за счет вырывания электронов из атомов сильным электрическим полем. Этот пробой характерен для p-n - переходов большой толщины, получающихся при сравнительно малой концентрации примесей в полупроводниках. Пробивное напряжение для лавинного пробоя составляет десятки или сотни вольт.

Явление ударной ионизации состоит в том, что при более высоком обратном напряжении электроны приобретают большую скорость и, ударяя в атомы кристаллической решетки, выбивают из них новые электроны, которые, в свою очередь, разгоняются полем и также выбивают из атомов электроны. Такой процесс усиливается с повышением напряжения.

Туннельный пробой объясняется явлением туннельного эффекта. Сущность последнего состоит в том, что при поле напряженностью более 10⁵В/см, действующем в p-n- переходе малой толщины, некоторые электроны проникают через переход без изменения своей энергии. Тонкие переходы, в которых возможен туннельный эффект, получаются при высокой концентрации примесей. Напряжение, соответствующее туннельному пробою, обычно не превышает единиц вольт.

Области теплового пробоя соответствует на рис. участок ВГ. Тепловой пробой необратим, т.к. он сопровождается разрушением структуры вещества в месте p-n- перехода. Причиной теплового пробоя является нарушение устойчивости теплового режима p-n- перехода. Это означает, что количество теплоты, выделяющейся в переходе от нагрева его обратным током, превышает количества теплоты, отводимой от перехода. В результате температура перехода возрастает, сопротивление его уменьшается и ток увеличивается, что приводит к перегреву перехода и его тепловому разрушению.

Классификация ППП

Полупроводниковые резисторы.	Полупроводниковые диоды.	Полупроводниковые триоды – транзисторы	Тиристоры.
Зависимость электрического сопротивления полупроводниковых приборов от: - температуры– терморезистор (термистор, позистор) - освещенности (фоторезистор) - механических напряжений (тензорезистор) - напряжения – варистор - линейный резистор	- выпрямительный - стабилитрон, стабистор - стабилитрон двуханодный - туннельный   - обращенный - варикап - светодиод - диод Шоттки - фотодиоды   - фотоэлемент	Биполярные транзисторы транзистор р – n – p транзистор n – p – n Полевые транзисторы - с управляющим переходом. р-канальный n-канальный - с изолированным затвором с индуцированным каналом n-типа с индуцированным каналом р-типа со встроенным n-каналом со встроенным р-каналом   фототранзистор	- диодные (динисторы) несимметричный диодный тиристор симметричный диодный тиристор - триодные (тринисторы) несимметричный триодный тиристор с управлением по аноду с управлением по катоду - симметричный триодный тиристор выключаемый с управлением по катоду фототиристор

Дата добавления: 2014-01-04