ТОП 10:

Влияние внешнего напряжения на p- n- переход



Подача внешнего напряжения на p-n переход меняет его параметры.

Внешнее напряжение может быть подано в прямом или обратном направлении.

Если к p- области приложен более положительный потенциал, чем к n- области, то приложенное напряжение прямое ( Uпр), и говорят, что переход смещен в прямом направлении.

 

Иначе- будет Uобр.(обратное), а переход будет обратносмещенным.

При Uпр. возникает Eвн.(внешнее поле), вектор напряженности у него направлен противоположно E0 (полю перехода) и в результате поле прямосмещенного перехода Eпр станет более слабым, чем у равновесного.

Eпр= E0 - Eвн , Eпр< E0

Силы противодействия диффузии ОНЗ уменьшаются, а з, значит, ток диффузии IL увеличивается. Увеличение значительное, поскольку ОНЗ очень много. При этом ток дрейфа ННЗ Iσпри неизменной температуре остается практически постоянным. Это приведет к увеличению ↑Iпр=↑IL-Iσ,

Ток возростает, а сопротивление перехода уменьшается : Rp-n пр < Rp-n 0 .

Уменьшается также ширина перехода dпр.< d 0 и барьерная разность потенциалов ∆ φ пр.< ∆ φ0 .

При Uобр Eобр=E0+ Eвн

Поле противодействует движению ОНЗ и это противодействие настолько сильно, что уже при Uобр≈0,2 Вток диффузииIL стремится к 0.

Iобр=IL-Iσ ≈Iобр

Ток через переход меняет направление , но его значение мало, что объясняется малой концентрацией ННЗ.

Сопротивление обратносмещенного перехода оказывется значительно большим, ,чем у равновесного Rp-n обр.>>R0. Увеличивается также ширина перехода dобр.> d0и барьерная разность потенциалов ∆φобр.>∆ φ0.

 

ВАХ p- n- переход и диода

 

ВАХ идеального p- n- перехода:

Под идеальным p-n переходом понимают бесконечно тонкий p- n- переход, занимающий весь монокристалл (нет периферийных областей)

Полупроводниковые диоды - это полупроводниковые приборы, выполненные на основе монокристалла полупроводника с несимметричным p- n переходом, снабженные контактами для соединения с внешней цепью и помещенные в защитный корпус.

При изготовлении в одну область добавили больше примесей, чем в другие. Область с более высокой концентрацией примеси называется эмиттером, с меньшей - базой. Поэтому справедливо соотношение: Rтела базы>>Rтела эмиттера

Переход образуется в основном за счет тела базы.

Представим реальный диод схемой замещения с идеальным p-n переходом

Согласно второму закону Кирхгофа Up-n = Uпр – Iпр (rэ + RБ). Учитывая соотношение сопротивлений можно считать, что Up-n ≈ Uпр – Iпр RБ . С увеличением прямого напряжения сопротивление p-n перехода уменьшается. Следовательно, уменьшается доля прямого напряжения, приложенного непосредственно к переходу, и его влияние на ток уменьшается: вольтамперная характеристика становится все более линейной.

Пробой p- n- перехода

Если не предусмотрено мер по отводу тепла от p- n- перехода, то ↑Uобр приводит к тепловому пробою p - n- перехода. Тепловой пробой выводит диод из строя.

↑Uобр=>↑P=UобрIобр; (↑Uобр)=> ↑tо =>↑ННЗ (т.к. поле ускоряющее)=>↑IБ=>↑Iобр

Пробой- лавинообразное увеличение Iобр при незначительном приращении ∆Uобр.(кривая 1).

Различают также электрический пробой ( кривая 2 и 3 ). Это явление используется для построения спец. приборов.

Электрический пробой бывает 2-х видов: лавинный и тунельный.

Лавинный пробой: увеличение концентрации СНЗ за счет ударной ионизации нейтральных атомов собственного полупроводника.

Наблюдается в сравнительно широких p- n- переходах. Под действием большой напряженности поля ННЗ движутся сравнительно долго и за это время успевают получить приращение энергии, достаточное для того, чтобы один ННЗ привел при ионизации к созданию двух или более.

Тунельный пробой: возникает в очень узких переходах при очень высокой напряженности поля.

Поле способно вырвать электрон из ковалентной связи. Но значительного приращения энергии он не успеет получить и будет перенесен в другую область.

Резко различить тунельный и лавинный пробой трудно.

Диоды создаются для выполнения различных функций и, соответственно, имеют особенности в параметрах, в характеристиках, имеют специальные схемные обозначения.

Каждый диод имеет специальную маркировку. Используя ее по справочнику можно получить сведения о назначении ,параметрах и технических характеристиках конкретного диода.

Д2 выпрямительные, смесительные   Д3 импульсные, детекторные   Д4 варикап – диод используемый как емкость, изменяемая напряжением     Д41 стабилитрон (для стабилизациии U)

Стабилитрон.







Последнее изменение этой страницы: 2016-12-28; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.226.241.176 (0.007 с.)