2. Пробой р-п-перехода

При достижении обратным напряжением определенного критического значения наблюдается значительное уменьшение его сопро­тивления, сопровождающееся резким увеличением обратного тока. Это явление называют пробоем р-п-перехода. Различают 3 вида пробоя: туннельный, лавинный и тепловой.

Туннельный и лавинный пробои объединяют под названием электрического пробоя. При электрическом пробое в р-п-переходе не происходит необратимых изменений его структуры и после снятия напряжения работоспособность перехода сохраняется.

Третий вид пробоя — тепловой возникает из-за потери устойчивости теплово­го режима перехода. При увеличении приложенного к переходу обратного напря­жения мощность, рассеиваемая на нем, растёт. Это приводит к увеличению тем­пературы перехода и соседних с ним областей полупроводника. Увеличение тем­пературы вызывает повышение обратного тока и рассеиваемой мощности. Возникает своеобразная положительная обратная связь между величиной тока через переход и его температурой. В результате этого ток лавинообразно нарастает. Характерным признаком теплового пробоя является наличие на ВАХ при больших обратных напряжениях участка с отрицательным дифференциальным сопро­тивлением. Особенность теплового пробоя состоит в том, что он локализуется в «слабых» местах, что приводит к разрушению перехода.

1.3 Полупроводниковые диоды

Полупроводниковым диодом называется прибор с двумя выводами, содержащий один или несколько электронно-дырочных переходов. Слово ″диод″ образовано от греческого di…- приставка, означающая дважды, двойной, и сокращенного ″od″ (электрод).

Наибольшее применение получили германиевые и кремниевые полупроводниковые диоды, а также диоды, выполненные на основе арсенида галлия.

Кремниевые диоды имеют во много раз меньшие обратные токи при одинаковом напряжении, чем германиевые. Допустимое обрат­ное напряжение кремниевых дио­дов может достигать 1000—1500 В, в то время как у германиевых оно лежит в пределах 100 — 400 В. Кремниевые диоды могут рабо­тать при температурах от минус 60 до +150°С, а германиевые — от минус 60 до +85°С. Это обусловлено тем, что при температурах выше 85°С резко увеличивается собственная проводимость германия, приводя­щая к недопустимому возраста­нию обратного тока.

Вместе с тем прямое падение напряжения у кремниевых диодов больше, чем у германиевых. Это объясняется тем, что у германиевых диодов можно получить величину сопротив­ления в прямом направлении в 1,5…2 раза меньшую, чем у кремниевых, при одинаковом токе нагрузки. Поэтому мощность, рас­сеиваемая внутри германиевого диода, оказывается во столько же раз меньшей. В связи с этим в выпрямительных устройствах низ­ких напряжений выгоднее применять германиевые диоды.

Основные электрические параметры выпрямительных диодов связаны с вентильным эффектом:

• прямой ток I_пр при определенном приложенном напряжении (обычно +1В) или прямое напряжение U_пр при определенном проходящем токе;

• обратный ток I_обр при определенном обратном напряжении U_обр;

• максимальный выпрямленный ток I_выпр.max – наибольшее допустимое среднее значение выпрямленного тока за период, при котором не происходит опасный перегрев диода;

• максимальное обратное напряжение U_обр.max – наибольшее обратное напряжение, при котором не происходит пробой диода.

Чтобы не повредить диоды, последние два параметра не должны быть превышены.

Основные параметры некоторых диодов приведены в табл.1. Измеренные в лабораторной работе параметры могут несколько отличаться от данных, приведенных в таблице .

Таблица 1- Основные параметры некоторых выпрямительных диодов

Тип диодов	Iвыпр.max,А	Uпр, В	Uобр.max, В	Iобр.max,мА
Маломощные германиевые Д7А-Д7Ж Маломощные кремниевые Д206-Д211 Д217-Д218 Д226-Д226Е Д202-Д205	0,3 0,1 0,1 0,3 0,4	0,5 1 0,7 1 1	50-400 100-600 800-1000 400 100-400	0,3 0,05 0,05 0,3 0,5