Главная | Обратная связь

Вольтамперная характеристика p-n-перехода

ВАХ р-n перехода представляет собой зависимость тока от напряжения, приложенного к переходу ( участок АБВ – электрический пробой, уч. ВГ – тепловой пробой). Прямой ток создается диффузией основ. носителей заряда ч/з переход. С увелич. прямого напряж. от 0 до значения, равного , прямой ток растет медленно. Затем, когда потенц. барьер исчезает (при ), ток начинает резко увелич. с ростом , т.к. интенсивность диффузии быстро растет.

Обрат. ток при включ. обрат. напряж. создается дрейфом ч/з р-n переход неосновных носителей. Поскольку концентрация их много меньше концентрации основ. носителей, то этот ток много меньше прямого. При малых значениях обрат. ток вначале нарастает до величины , затем остается практически неизменным. При некот. достаточно большом значении наблюдается резкое увелич. тока из-за электрического пробоя р-n перехода.

Свойство р-n перехода проводить ток в одном направлении, значительно больший по величине, чем в другом, называется односторонней проводимостью. Такой переход называют выпрямляющим переходом, т.к. в цепи внешнего источника перемен. напряж-я возникает ток практически одного направления. Поэтому р-n переходы широко используют как выпрямительные диоды.

С ростом темпер. наблюд-ся рост прямого и обрат. тока в связи с увелич. числа е в зоне проводимости.

Со значительным увелич-м тока в прямом направлении в р-п переходе может наступить насыщение тока, т.е. с повыш. падения напряж-я в прямом направлении величина тока не увелич-ся. Последнее объясняется ограничением примесей, когда все е и дырки участвуют в образовании тока и дальнейшая напряженность эл. поля не может уже увеличить этот ток. В обычных условиях такого насыщения не достигается, т.к. переход из-за большого тока расплавляется. Наблюдение насыщения р-п перехода по току возможно лишь при принятии спец-х мер путем охлаждения перехода.

ВАХ р-п перехода до наступления насыщения в прямом направлении и пробоя в обратном направлении описывается простым выражением , представляющим собой одну из основных формул п/п электроники. Значение коэфф-та лежит в пределах от 20 до 40 ; предст-ет собой ток насыщения, равный , где – площадь р-п перехода; , – диффузные длины дырок и электронов; , – равновесные концентрации дырок и электронов в электронной и дырочной областях соответственно; , – коэффициенты диффузии электронов и дырок. Первый член в выражении представляет собой дырочный ток из п-области в р-слой; второй член – ток е, движущихся в противоположном направлении.