
- •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.
26. Зависимость вах перехода от материала p- и n- областей и температуры.
При
прямом смещении p—n
-
перехода часто удобнее считать
независимой переменной не U,
а
I,
представляя
в
виде
.Величина
прямого тока I
конкретного перехода, в конечном
счете, определяется высотой потенциального
барьера
.
Поэтому при заданном прямом токе I
величину
можно
также считать заданной и
величина прямого напряжения U
будет
определяться величиной
.
Максимальная
величина прямого напряжения U
не
может превышать
величины контактной разности потенциалов
,
так
как при
потенциальный
барьер между p-
и
n-
областями
исчезает (рис. 2.3, б)
и
прямой ток через p-n
-
переход
ограничивается только низкоомными
сопротивлениями объемов
p-
и
n-
областей. Величина прямого тока при
этом может
намного превышать предельно допустимый
ток перехода.
Поэтому реальные переходы в таком режиме
обычно не работают.
Обратный
ток перехода
определяется
концентрацией неосновных носителей
и
.
Используя
закон действующих масс, эти концентрации
можно связать со степенью легирования
р-
и
n-
областей. Согласно этому закону, имеем:
;
;
,
.Из
этих уравнений следует, что и обратный
ток
,
и прямое напряжение U
зависят
от степени легирования p-
и
n-
областей с повышением степени
легирования
уменьшается, что при прочих равных
условиях ведет к увеличению прямого
напряжения U.
Такая зависимость получается вследствие
того, что при увеличении степени
легирования концентрация основных
носителей повышается, а концентрация
неосновных носителей, которая определяет
обратный ток
,
падает. С повышением степени легирования
высота потенциального барьера
возрастает, стремясь в пределе к величине
.
Тогда, при одном и
том
же прямом токе падение напряжения на
p-п
- переходе
с более легированными p-
и
n-
областями будет больше. При одинаковой
степени легирования и равных площадях
кремниевые p-n
-
переходы имеют гораздо меньшую величину
и большее прямое напряжение U,
чем
германиевые.
Это
связано с разницей величины
этих полупроводников, которая определяет
как концентрацию неосновных носителей,
так и высоту потенциального барьера.
Температурная зависимость как прямой,
так и обратной ветви ВАХ обусловлена
увеличением ионизации атомов
собственно полупроводника с ростом
температуры. Так как при этом носители
генерируются парами электрон—дырка,
то концентрация основных и неосновных
носителей увеличивается на одну и ту
же величину. Но так как концентрация
основных носителей на несколько порядков
превосходит концентрацию неосновных,
то в области естественных температур
заметно изменение лишь концентрации
неосновных носителей, а относительное
изменение концентрации основных
носителей мало. Увеличение концентрации
неосновных носителей приводит к росту
обратного тока p-n
-
перехода и уменьшению величины контактной
разности потенциалов
,
а следовательно, и прямого напряжения
U
на
p—n
-
переходе. Так как
,
с ростом температуры
увеличивается примерно по экспоненциальному
закону, а прямое напряжение, уменьшается
по линейному закону. Изменение
вольтамперной характеристики с
температурой показано на рис. 2.1
Рис. 2.1 Статическая ВАХ p—п - перехода при различных температурах.