Процессы в электронно-дырочном переходу при обратном напряжении, энергетическая диаграмма
Если источник внешнего напряжения переключить плюсом к n-области и минусом к р-области, внешнее напряжение увеличит ширину р-n-перехода. Диффузионный ток станет меньше тока дрейфа.
Так как обратный ток образован неосновными подвижными носителями заряда р- и n-областей, концентрация которых очень мала по сравнению с концентрацией основных носителей, то обратный ток оказывается значительно меньше прямого тока и очень мало зависит от обратного напряжения
Вольт-амперная характеристика p-n-перехода. Температурные и емкостные свойства перехода
В
ольт-амперная
характеристика -
Это зависимость
постоянного тока через пн-переход от
постоянного напряжения.
При прямом включении ток резко возрастает.
P-n переход обладает несимметричными свойствами плохо проводит обратный ток и хорошо прямой, однако при определенном напряжении (обрыва) происходит пробой, и обратный ток резко возрастает.
Температурные свойства.
При повышении температуры возрастает генерация пар носителей заряда – электронов и дырок, т.е. увеличивается концентрация свободных носителей и собственная проводимость полупроводника.
Емкостные свойства.
P — n — переход обладает емкостными свойствами, т.е. способностью накапливать и соответственно отдавать заряд носителей при увеличении или уменьшении приложенного напряжения.
Если к р- и n-областям приложить обратное напряжение, толщина p-n-перехода и расстояние между «пластинами» конденсатора увеличатся, а его емкость уменьшится. Эта емкость р-n-перехода получила название зарядной, или барьерной, так как ее наличие обусловлено существованием положительных и отрицательных зарядов
Емкостные свойства проявляются при переменном токе.
Пробой p-n-перехода – лавинный, туннельный и тепловой
Пробой – явление резкого увеличения обратного тока через p-n переход.
Т
уннельный
пробой.
Туннельный пробой – основан на туннельном эффекте, который заключаеться в переходе электронов через потенциальный барьер с уровнем энергии меньше высоты потенциального барьера. Причем электроны не теряют энергии.
С ростом температуры пробивное напряжение уменьшается (уменьшается ширина запрещенной зоны и перекрытие областей происходит под меньшим приложенным напряжением)
Лавинный
пробой.
Лавинный пробой – вид электрического пробоя, вызванный лавинным размножением носителей заряда в p-n переходе, под действием сильного электрического поля.
Условия:
1)Сильное электрическое поле.
2)
p-n переход должен быть широким
Тепловой пробой.
Тепловой пробой – приводит к необратимым изменениям в структуре p-n перехода, вызванные его термическим разрушением.
Возникает вследствие неконтролируемого увеличения тока, при электрическом пробое.
Когда выделяющаяся на p-n переходе мощность превысит некоторое предельно допустимое значение происходит рост тока, повешение температуры и разрушение p-n перехода.
Полупроводниковые выпрямительные диоды – устройство, принцип действия, особенности применения, характеристики и параметры
Устройство.
Выпрямительный диод – предназначен для преобразования переменного тока в постоянный.
Принцип действия.
Пропускает только прямой ток, а обратный нет.
Особенности применения.
Находят применение в устройствах без жёстких требований по частотным характеристикам сигналов.
Х
арактеристики
и основные параметры
максимально допустимое обратное напряжение.
максимально допустимое значение прямого тока.
максимально возможное значение обратного тока диода, при заданном значении обратного напряжения.
максимальная частота выпрямления
рабочий диапазон температур