2.5 Полная вольт-амперная характеристика p-n перехода

Рисунок 2.5

Участок 1-2 – это линейная зависимость тока от обратного напряжения. При повышении обратного напряжения происходит резкое возрастание обратного тока, характеризующий пробой p-n перехода участок 2-4.

Различают электрический и тепловой пробои p-n перехода. Электрический пробой – участок

2-3 является обратным процессом. Это означает , что он не приводит к повреждению p-n перехода и при снижении напряжения его свойства сохраняются. Электрический пробой может быть лавинным и туннельным. При этом пробое образуются дополнительные носители заряда, что вызывает резкое возрастание тока.

Тепловой пробой - участок 3-4. возникает за счет интенсивной термогенерации носителей заряда при недопустимом повышении напряжения. Процесс развивается лавиннообразно, так как увеличение числа носителей заряда за счет повышения температуры вызывает повышение обратного тока и, следовательно, еще больший разогрев участка p-n перехода. Процесс заканчивается расплавлением этого участка и выходом прибора из строя. Возможность теплового пробоя учитываются указанием в справочнике.

§3 Полупроводниковые диоды

П олупроводниковым диодом называется полупроводниковый прибор с одним p-n переходом, в котором используется свойства этого p-n перехода.

• о бозначение диодов в схеме.

3.1 Вольт-амперная характеристика диода

Это зависимость тока, проходящего через диод от приложенного напряжения . Рассмотрим ВАХ реального диода КД103А.

Рисунок 3.1

Прямое включение, резкое возрастание тока, при малых значениях напряжения до 1V. Обратное включение – малое значение обратного тока приблизительно 1 _µА при больших значениях напряжения 200V. При увеличении температуры и через диод возрастают (см. рис. 2.6). Зависимость обратного тока от температуры.

- номинальная температура.

- рассматриваемая температура.

- перепад температуры.

- коэффициент, зависящий от материала проводника.

Обратные токи сильно зависят от температуры (см. рис. 2.6). Обратный ток p-n перехода часто называют тепловым током. Рассмотрим ВАХ германиевого и кремниевого диодов:

1. Ge диод

2. Si диод

Рисунок 3.2

Обратные токи кремниевого диода намного больше германиевого диода поэтому кремниевые диоды можно использовать при более высоких температурах и высоких напряжениях.

Si диод t⁰ – от 60⁰ С до 150⁰ С, U_{обр max} от 1000V до 1500V

Ge диод t⁰ – от 60⁰ С до 85⁰ С, U_{обр max} от 100V до 400V

Приемущества германиевого диода малое падение напряжения при пропускании прямого тока, поэтому мощность рассеиваемая на диоде будет меньше.