
- •21. Ширина области объемного заряда резкого p-n перехода.
- •22. Особенности плавных p-n переходов.
- •23. Прямое смещение p-n перехода. Граничные концентрации носителей в p-n переходе. Инжекция носителей. Случай тонкой базы.
- •24. Обратное смещение р-n-перехода. Граничные концентрации носителей в р-n- переходе. Экстракция носителей.
- •25. Уравнение статической вольт-амперной характеристики идеализированного р-n перехода.
- •26. Зависимость вах перехода от материала p- и n- областей и температуры.
- •27. Особенности вах реальных p—n - переходов.
- •28. Пробой p-n - перехода. Виды и механизмы пробоя p-n перехода.
- •29. Частотные и импульсные характеристики p-n - переходов. Барьерная и диффузионная емкость.
- •30. Контакт металл-полупроводник. Барьер Шоттки.
- •32.Омический контакт.
- •33. Гетеропереходы.
- •34. Полупроводниковые диоды. Система условных обозначений п/п приборов. Выпрямительные диоды. Стабилитроны.
- •35.Варикапы. Светоизлучающие диоды. Туннельные диоды.
- •36. Импульсные диоды. Переходные процессы при работе от генератора.
- •37. Импульсные диоды. Переходные процессы при работе от генератора напряжения.
- •39. Составляющие токов в структуре биполярного транзистора. Коэффициент передачи тока эмиттера и его зависимость от конструктивных параметров транзистора.
- •40. Особенности структуры и параметров дрейфовых транзисторов.
36. Импульсные диоды. Переходные процессы при работе от генератора.
Импульсные диоды должны иметь быструю реакцию на импульсы напряжения или тока, то есть обладать малым временем перехода из закрытого в открытое состояние и наоборот. Время определяется временем перезаряда и временем накопления – рассасывания неравновесных носителей в областях, прилегающих к p-n переходу. Для быстроменяющихся сигналов эквивалентная схема диодов имеет вид: - сопротивление идеального безынерционного перехода, - сопротивление объемов p и n областей и подводящих контактов.
Рис. Схема замещения импульсного диода Рис. Схема переключения диода
-
ограничивающий ток резистор,
-
нагрузка,
-
внутренние сопротивление генератора.
Характер переходных процессов зависит как от уровня переключающего сигнала, так и от внешней цепи диода. При малых сигналах прямой ток не создает в p - и n - областях заметной концентрации неравновесных носителей. В этом случае инерционность определяется только . При больших сигналах перезаряжается большим током и время перезаряда мало. Но при этом проявляются процессы накопления и рассасывания неравновесных носителей в областях, прилегающих к p-n переходу.
Переходные процессы в режиме большого сигнала в схеме с генератором тока
Если
,
,
то ток через диод не зависит от напряжения
на нем, то есть оказывается жестко
заданным внешней цепью. Внешняя цепь
работает как источник тока.
Рис. Переходной процесс переключения диода в схеме с генератором тока (режим большого сигнала)
В первый момент поступления импульса тока на диоде возникает падение напряжения, обусловленное . Дальнейшее изменение напряжения связано с накоплением неравновесных носителей в p-n областях. Процесс можно проследить по изменению концентрации носителей в одной из областей. Например, в n, в p-области будет та же картина, а распределение неравновесных основных носителей повторяет распределение неравновесных неосновных носителей.
Рис. Распределение концентрации неравновесных носителей при включении диода в прямом направлении
В
момент
в область n
– инжектирована первая партия
неравновесных дырок:
,
а затем с ростом t,
концентрация
будет
увеличиваться до тех пор, пока
увеличивающаяся рекомбинация неравновесных
носителей не сравняется с темпом
инжекции. Накопление неравновесных
носителей заканчивается в момент
,
так как движение неравновесных неосновных
носителей в n
– области чисто диффузионное, то
накопление идет с постоянным градиентом
концентрации около границ перехода. По
мере накопления неравновесных носителей
объемное сопротивление
уменьшается, что сопровождается
уменьшением напряжения на диоде
.
С другой стороны возрастает граничная
концентрация неравновесных неосновных
носителей, и так как концентрация
,
то это сопровождается увеличением
.
Поэтому напряжение на диоде
в общем случае может, как увеличиваться,
так и уменьшаться (зависит от конструкции
диода).
Длительность
переходного процесса
называют временем
установления прямого сопротивления
диода
-
.
После
,
в промежутке
процессы в диоде установились и
.
В момент выключения тока напряжение на
диоде скачком уменьшается на величину
,
причем
,
то есть скачок напряжения меньше, чем
в момент
.
Рис.
Распределение концентрации неравновесных
носителей при выключении диода. Так как
- прекратится практически мгновенно,
то заряд неравновесных носителей в
момент
остается неизменным. Этот заряд, а точнее
граничная концентрация неравновесных
носителей
и сохраняет почти постоянное напряжение
на p-n
переходе:
.
Затем неравновесный заряд исчезает (в
общем случае рассасывается) за счет
рекомбинации. Вместе с ним исчезает и
.
Так как при этом
,
то на графике распределения неравновесных
носителей, градиент концентрации этих
носителей на границе p-n
перехода также равен нулю.
-
время восстановления обратного
сопротивления диода. Обычно,
и определяется величиной тока
и временем жизни носителей
.