Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
21-40 ТЭ.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.03.2025
Размер:
9.53 Mб
Скачать

26. Зависимость вах перехода от материала p- и n- областей и температуры.

При прямом смещении pn - 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 pn - 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 pп - перехода при различных тем­пературах.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]