Замечание

В реальных диодах (особенно плоских – в интегральном исполнении) существенной может оказаться компонента тока, связанная с поверхностной рекомбинацией. Она значительно видоизменяет ВАХ и часто является причиной деградационных явлений в интегральных схемах. Для подавления паразитного канала поверхностной рекомбинации в интегральных микросхемах используют охранные (потенциальные) “кольца”.

А-6. Коэффициенты инжекции p-n перехода

Как следует из изложенных выше модельных представлений, p-n переходный диод является существенно биполярным прибором, а полный ток диода определяется инжекционной способностью p-n перехода. Поэтому, естественным представляется введение параметра, характеризующего относительный вклад дырочных и электронных компонент полного тока. Вводят коэффициент инжекции p-n перехода () следующим образом: J_p=J.

Так как J =J_p + J_n , то J_n / J=1-

Учитывая, что:

J_p(х=0)=gD_pp(х=0)/L_p, J_p(х=0)=.J,

p(x=0)=p_p exp[-g(_s-V₀)/kT], получаем:

=[p_pgD_p/L_pJ]exp[-g(_s-V₀)/kT]; (23*)

здесь: g_s=E_g-kT ln(n_np_p/N_cN_v), D_p – коэффициент диффузии дырок в n – области, L_p- диффузионная длина дырок в n-области, p_p – равновесная концентрация дырок в p - области.

При V 0,

_p  [p_p g D_p exp[-g(_s-V₀)/kT]/L_pg (D_pp_n/L_p+D_nn_p/L_n). (24*)

Аналогично рассуждая, можно получить выражение для зависимости коэффициента инжекции дырок p-n переходом от концентрации неосновных носителей при V=0:

_n[n_ngD_nexp[-g(_s-V₀)/kT]/L_ng(D_nn_p/L_n+D_pp_n/L_p). (25*)

Для отношения величин коэффициентов инжекции дырок и электронов получаем следующее соотношение:

_p/_n=[p_pD_p/L_p]/[n_nD_n/L_n]=[p_p_p/L_p]/[n_n_n/L_n]. (26*)

Последнее соотношение в явном виде указывает рецепты повышения коэффициентов инжекции по дыркам либо электронам для инжектирующего p-n перехода.

А-7. Температурная зависимость ВАХ диода

Для полупроводниковых диодов характерна значительная зависимость тока от температуры. Действительно, так как :

D и L – слабые функции температуры, то для температурной зависимости тока диода справедливо соотношение:

I~exp[-(Eg-V)/kT].

Подчас бывает полезным ввести количественную характеристику температурной зависимости напряжения (ТКН) при фиксированном токе диода. По определению вводят ее следующим образом:

А-8. Влияние сопротивления базы на ВАХ диода

Хотя большая часть напряжения на диоде приходится наp-n переход, однако в ряде случаев (длинная высокоомная база, либо режим больших токов при прямом смещении диода) приходиться учитывать падение напряжения на базе диода. При этом, формально вводится сопротивление базы. Оно определяется как:

Здесь:W_b- толщина (длина) базы, μ -подвижность основных носителей в базе, N_b- концентрация легирующей примеси в базе, S - площадь поперечного сечения базы.

Так как дифференциальное сопротивление реального диода определяется как:

то из уравнения Шокли с учетом падения части напряжения на базе диода получаем:

Отсюда следует, что при больших токах дифференциальное сопротивление, измеряемое по прямой ветви ВАХ указанным выше способом, определяется сопротивлением базы диода. Это позволяет при знании геометрии базы, определяя величину дифференциального сопротивления из ВАХ, получать оценку для величины произведения подвижности и концентрации для основных носителей в базе: