Главная | Обратная связь

Особенности ВАХ реальных р-n-переходов

ВАХ отличается от идеализированной: Прямая ветвь - из-за падения напряжения на омических сопротивлениях базы и эмиттера (r_б>>r_э). Обратная ветвь: в идеализированном p-n-переходе при U_обр>>j_m обратный ток не зависит от напряжения. Это тепловой ток I_обр = I_т . В реальных переходах I_обр заметно зависит от U_обр, и в кремниевых переходах I_обр в 100...1000 раз больше теплового тока. Это объясняется термогенерацией носителей заряда в самом переходе (I_r) и существованием токов утечки (I_ут). Эти токи с увеличением U_обр растут.

I_обр=I_т+I_г+I_ут

Эквивалентная схема

Пробой p-n перехода - это значительное возрастание обратного тока при увеличении приложенного U_обр . Три вида пробоя:

· туннельный электрический

· лавинный

· тепловой

В основе туннельного пробоя - туннельный эффект, “просачивание” основных носителей – электронов сквозь потенциальный барьер, высота которого больше, чем энергия носителей. Туннельный переход из валентной зоны р-полупроводника в зону проводимости n-полупроводника возникает в узких p-n переходах при Е=10⁶ В/см.

Лавинный пробой - вызывается ударной ионизацией, которая происходит, когда напряженность поля велика и неосновные носители, двигаясь через p-n переход, ускоряются настолько, что при соударении с атомами в зоне перехода ионизируют их: появляется пара электрон-дырка. Вновь возникшие носители заряда ускоряются полем Е и вызывают ионизацию следующего атома. Если процесс идет лавинно, возрастает обратный ток, который ограничивается только сопротивлением внешней цепи. Лавинный пробой возникает в высокоомных полупроводниках с большой шириной p-n перехода.

Тепловой пробой возникает из-за разогрева перехода, когда теплота, выделяемая в переходе, не отводится . Происходит интенсивная генерация электронно-дырочных пар и увеличение I_обр. Это приводит к дальнейшему повышению температуры и обратного тока. Ток лавинообразно увеличивается и наступает тепловой пробой.

Сравнение ВАХ реальных Ge и Si переходов