Полупроводниковый диод

При U>0 величина потенциального барьера уменьшается, что приводит к росту тока (диффузионный ток основных носителей больше дрейфового тока не основных носителей). При некотором увеличении U потенциальный барьер полностью компенсируется, и ток диода определяется лишь сопротивлением кристалла и нарастает линейно (дрейфовый ток основных носителей).

Явление введения носителей заряда через понизившийся потенциальный барьер, где эти носители являются не основными, называется инжекцией носителей заряда.

Область, в которую инжектируются не основные для этой области носители, называется базовой областью или базой.

Область, из которой инжектируются носители, называется эмиттерной областью или эмиттером.

В полупроводниковом приборе обычно концентрация основных носителей в p и n областях различна, поэтому одна инжекция преобладает над другой. Этой преобладающей инжекцией и дают название эмиттер и база.

На участке * нелинейность ВАХ объясняется тем, что здесь результирующий ток определяется разностью увеличивающегося диффузионного тока основных носителей и уменьшающегося дрейфового тока не основных носителей.

Выше этого участка наблюдается только дрейф основных носителей.

При U<0 и ростом модуля этого напряжения внешнее поле складывается с полем потенциального барьера. Под действием результирующего поля потенциальный барьер увеличивается. Уже при небольшом увеличении отрицательного напряжения диффузия основных носителей растёт. Так как концентрация не основных носителей невелика, то и небольшого обратного напряжения достаточно для обеспечения насыщения дрейфового тока не основных носителей. Этот ток и называют током насыщения или тепловым током. Он сильно зависит от температуры, увеличиваясь, примерно, в е раз при увеличении температуры на каждые 10⁰.

Обратный ток медленно растёт с повышением отрицательного напряжения U, что объясняется наличием тока утечки по поверхности диода на участке p-n перехода, а также носителями, генерируемыми а самом переходе и уносимыми полем до их рекомбинации. С ростом обратного напряжения ток медленно растёт, но, начиная, с некоторого пробивного напряжения обратный ток резко растёт. Это явление называется пробоем диода. Различают 3 вида пробоя диода:

1. Электрический. Вызывается значительным ростом напряженности электрического поля в переходе, при этом поле большой напряженности вырывает электроны из ковалентных связей. Это приводит к значительному росту концентрации носителей и соответственно тока.

2. Лавинный. При нём большие скорости не основных носителей заряда в области перехода вызывают ионизацию нейтральных атомов и связанное с ней лавинообразное размножение носителей заряда, приводящее к возрастанию обратного тока через переход. Электрический и лавинный пробои требуют для своего возникновения определённую напряжённость Е, поэтому напряжение при них, практически, неизменно. При уменьшении U ток через диод пропадает.

3. Тепловой. Вызывается нагревом перехода и термогенерацией носителей заряда в области перехода. Тепловой пробой разрушает p-n переход и является необратимым.

Дата добавления: 2014-01-07