Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Вольтамперная характеристика p-n перехода.
Свойства электронно-дырочного перехода наглядно иллюстрируются его вольтамперной характеристикой (рис. 8.4.1), показывающей зависимость тока через p-n переход от величины и полярности приложенного напряжения. Аналитическим выражением вольтамперной характеристики p-n пере-хода является формула: , (8.4.1) где I0 – обратный ток насыщения p-n перехода, определяемый физическими свойствами полупроводникового материала; U – напряжение, приложенное к p-n переходу; е – основание натуральных логарифмов; е – заряд электрона; k – постоянная Больцмана; Т – абсолютная температура p-n перехода. Формула (8.4.1) пригодна как для прямых, так и обратных напряжений (прямое напряжение положительное, обратное – отрицательное). Из формулы (8.4.1) следует, что при положительных (прямых) напряжениях ток через p-n переход с увеличением напряжения резко возрастает. При отрицательных (обратных) напряжениях показатель степени числа е – отрицательный. Поэтому при увеличении обратного напряжения величина (8.4.2) становится значительно меньше единицы и ею можно пренебречь. При этом I=Iобр » - I0, т.е. обратный ток равен току насыщения и в определенных пределах остается величиной практически постоянной. Обычно ток I0 имеет величину порядка микроампер. Дальнейшее увеличение обратного напряжения приводит к пробою p-n перехода, при котором обратный ток резко увеличивается. Различают два вида пробоя: электрический (обратимый) и тепловой (необратимый). Электрический пробой происходит в результате внутренней электростатической эмиссии (зинеровский пробой) и под действием ударной ионизации атомов полу-проводника (лавинный пробой). Внутренняя электростатическая эмиссия в полупроводниках аналогична электростатической эмиссии электронов из металла. Сущность этого явления заключается в том, что под действием сильного электрического поля электроны могут освободиться из ковалентных связей и получить энергию, достаточную для преодоления высокого потенциального барьера в области p-n перехода. Двигаясь с большей скоростью на участке p-n перехода, электроны сталкиваются с нейтральными атомами и ионизируют их. В результате такой ударной ионизации появляются свободные электроны и дырки, которые, в свою очередь, разгоняются полем и создают всевозрастающее количество носителей тока. Описанный процесс носит лавинообразный характер и приводит к значительному увеличению обратного тока через p-n переход. Таким образом, чрезмерно увеличить такое напряжение нельзя. Если оно превысит максимально допустимую для данного p-n перехода величину (Uобр max на рис. 8.4.1), то участок p-n перехода пробьется, и p-n переход потеряет свойство односторонней проводимости (тепловой пробой).
Тепловой пробойp-n перехода происходит вследствие вырывания валентных электронов из связей в атомах при тепловых колебаниях кристаллической решетки. Тепловая генерация пар электрон-дырка приводит к увеличению концентрации не-основных носителей заряда и к росту обратного тока. Увеличение тока, в свою очередь, приводит к дальнейшему увеличению температуры. Процесс нарастает лавинообразно. Электрический и тепловой пробои p-n перехода во многих случаях происходят одновременно. При чрезмерном разогреве перехода, когда происходит изменение структуры кристалла. Переход необратимо выходит из строя. Если же при возникновении пробоя ток через p-n переход ограничен сопротивлением внешней цепи и мощность, выделяющаяся на переходе, не-велика, то пробой обратим. В этом случае можно управлять обратным током путем изменения внешнего напряжения, подводимого к переходу. Анализ вольтамперной характеристики p-n перехода позволяет рассматривать его как нелинейный элемент, сопротивление которого изменяется в зависимости от величины и полярности приложенного напряжения (рис. 8.4.1). При увеличении прямого напряжения сопротивление p-n перехода уменьшается. С изменением полярности и величины приложенного напряжения сопротивление p-n перехода резко возрастает. Следовательно, прямая (линейная) зависимость между напряжением и током (закон Ома) для p-n переходов не соблюдается. Нелинейные свойства p-n переходов лежат в основе работы полупроводниковых приборов, использующихся для выпрямления переменного тока, преобразования частоты, ограничения амплитуд и т.д.
|
||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-07; просмотров: 838; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 44.197.114.92 (0.005 с.) |