- •Вопросы по твердотельной электронике
- •Образование зон в полупроводниках
- •Собственная проводимость полупроводников
- •Донорная проводимость полупроводников (проводимость п-типа)
- •Акцепторная проводимость полупроводников (проводимость р-типа)
- •Движение свободных носителей заряда в полупроводнике
- •Фундаментальная система уравнений для свободных носителей в полупроводнике
- •Граничные условия Шокли для "р-п" – перехода
- •Вольтамперная характеристика идеального " р-п" – перехода
- •Обратная ветвь вах "р-п" - перехода. Пробой "р-п" - перехода
- •Контакт «полупроводник - металл»
- •Полупроводниковые диоды (основные виды, их полупроводниковые структуры и обозначения на схемах)
- •Переходные процессы в полупроводниковых диодах. Частотные свойства диодов.
- •Статические и динамические модели полупроводниковых диодов. Линеаризированная статическая модель полупроводникового диода.
- •Параметрический стабилизатор напряжения на стабилитроне.
- •Полупроводниковая структура и принцип работы биполярного транзистора
- •Работа биполярного транзистора.
- •Вах биполярного транзистора и его статические параметры.
- •Модель биполярного транзистора (модель Эбберса-Молла)
- •Биполярный транзистор как четырехполюсник, h-параметры. Графическое определение h -параметров.
- •Выбор рабочей точки биполярного транзистора.
- •Полевой транзистор как четырехполюсник, y-параметры. Графическое определение y-параметров.
- •Переходные процессы в тиристоре
- •Эффект di/dt в тиристорах.
- •Эффект du/dt в тиристорах
-
Граничные условия Шокли для "р-п" – перехода
-
Вольтамперная характеристика идеального " р-п" – перехода
При прямом смещении (U > 0) ток через р-n переход возрастает, а при обратном смещении (U < 0) становится малым, приближаясь к значению I0 . Таким образом, р-п переход характеризуется свойством односторонней электропроводности, т. е. хорошо проводит ток в прямом направлении и плохо в обратном. Следовательно, р-п переход обладает выпрямляющим действием, что позволяет использовать его в качестве выпрямителя переменного тока.
-
Обратная ветвь вах "р-п" - перехода. Пробой "р-п" - перехода
Обратная ветвь ВАХ р-п перехода определяется обратным током, который, обычно довольно сильно возрастает при повышении температуры. Температурная зависимость прямой ветви ВАХ согласно определяется изменениями I0 и φт . Заметим, что при больших токах необходимо согласно также учитывать изменение rб. Влияние этих температурно-зависимых параметров на ВАХ приводит к тому, что при малых прямых напряжениях ток возрастает с повышением температуры, а при больших - уменьшается. В принципе существует даже точка (область), где величина тока практически не зависит от температуры. Однако эта термостабильная точка редко используется на практике, поскольку имеет место при достаточно больших уровнях инжекции. Для большинства же реальных устройств ток в р-п переходе несколько возрастает с повышением температуры (при постоянном напряжении).
На практике чаще всего принято оценивать влияние температуры на ВАХ р-п перехода, определяя изменение напряжения при постоянном токе. Для оценки изменения прямого напряжения при изменении температуры вводится температурный коэффициент напряжения (ТКН), характеризующий сдвиг ВАХ по оси напряжений. Обычно ТКН имеет отрицательный знак, что знаменует собой уменьшение напряжения на р-п переходе при постоянном токе с ростом температуры. Отметим, что ТКН зависит от тока и несколько уменьшается с его ростом. Для р-п переходов из кремния ТКН достигает - 3 мВ/град.
Пробоем называют резкое изменение режима работы p-n-перехода, находящегося под большим обратным напряжением. ВАХ для больших значений обратных напряжений показана на рис.
Началу пробоя соответствует точка А. После этой точки дифференциальное сопротивление перехода стремится к нулю.
Различают три вида пробоя p-n-перехода:
Туннельный пробой (А-Б),
Лавинный пробой (Б-В),
Тепловой пробой (за т.В).
Туннельный пробой возникает при малой ширине p-n-перехода (например, при низкоомной базе), когда при большом обратном напряжении электроны проникают за барьер без преодоления самого барьера. В результате туннельного пробоя ток через переход резко возрастает и обратная ветвь ВАХ идет перпендикулярно оси напряжений вниз.
Лавинный пробой возникает в том случае, если при движении до очередного соударения с нейтральным атомом кристалла электрон или дырка приобретают энергию, достаточную для ионизации этого атома, при этом рождаются новые пары электрон-дырка, происходит лавинообразное размножение носителей зарядов; здесь основную роль играют неосновные носители, они приобретают большую скорость. Лавинный пробой имеет место в переходах с большими удельными сопротивлениями базы («высокоомная база»), т.е. в p-n-переходе с широким переходом.
Тепловой пробой характеризуется сильным увеличением тока в области p-n-перехода в результате недостаточного теплоотвода.