4.6. Температурная зависимость прямой ветви вах диода.

При обратном смещении температурная зависимость ВАХ идеализированного диода сводится к температурной зависимости теплового тока от , рассмотренной в предыдущем параграфе.

При прямом смещении температурную зависимость ВАХ удобно характеризовать температурным коэффициентом напряжения (ТКН):

. (4.35)

ТКН численно равен изменению прямого напряжения на диоде при изменении температуры на 1 градус и постоянном токе диода.

При соотношение (4.25) с учетом (4.32) дает

.

Дифференцируя по температуре, получим

. (4.36)

Для невырожденных полупроводников , а величина ТКН отрицательна, поэтому при увеличении температуры прямая ветвь ВАХ диода сдвигается в сторону меньших напряжений. При290 К и:

4.7. Характеристические сопротивления диода и коэффициент качества вах диода.

Основным показателем качества ВАХ диода является нелинейность его характеристики, позволяющая осуществлять выпрямление электрических сигналов, ограничение их по амплитуде, преобразования частотного спектра и другие нелинейные операции.

Нелинейность ВАХ проявляется в различии дифференциального сопротивления истатического сопротивления . Из ВАХ (4.25) находим

, (4.37)

(4.38)

Легко видеть, что в состоянии равновесия () дифференциальное и статическое сопротивления совпадают.

На прямой ветви ВАХ () дифференциальное сопротивление меньше статического. Придифференциальное сопротивление зависит только от тока и температуры, причем эта зависимость одинакова для всех диодов:

. (4.39)

На обратной ветви ВАХ () дифференциальное сопротивление больше статического. Привеличина дифференциального сопротивления может считаться бесконечно большой, так как. Статическое сопротивление при этом пропорционально обратному напряжению:

. (4.40)

Критерием качества диода может служить коэффициент качества ВАХ, определяемый следующим образом:

(4.41)

Для элемента, обладающего линейной ВАХ вида , . Для идеального диода, имеющего ВАХ вида (4.25), .

4.8. Коэффициент инжекции.

В плоскости перехода () ток диода имеет электронную и дырочную составляющие (4.14).

Отношение

, (4.42а)

показывающее, какая часть тока в плоскости перехода переносится дырками, называется коэффициентом инжекции дырок. Соответственно, величина

- (4.42б)

коэффициент инжекции электронов.

Очевидно, что сумма коэффициентов инжекции электронов и дырок равна 1:

. (4.43)

Коэффициент инжекции носителей, инжектируемых из эмиттера в базу, называется эффективностью эмиттера . В случае эмиттерар-типа эффективность эмиттера равна коэффициенту инжекции дырок:

.

Величина эффективности эмиттера не является, как правило, важным параметром полупроводникового диода, однако в транзисторе смеет решающее значение. Коэффициенты инжекции определяются соотношениями (4.25) -(4.27).

Для расчета эффективности эмиттера могут быть использованы соотношения (4.25) - (4.27):

. (4.44а)

Учитывая, что для р-эмиттера

, ,

получим

или

,

где ,- удельное сопротивления материала эмиттера и базы;- поверхностные сопротивления эмиттерного и базового слоев.

В случае короткой базы и короткого эмиттера (,) эффективность эмиттера определяется соотношением поверхностных сопротивлений эмиттера и базы:

. (4.44г)

Эффективность эмиттера приближается к единице при увеличении степени легирования эмиттера и уменьшении степени легирования базы.

Из (4.44а) следует, что эффективность эмиттера зависит от отношения концентраций неосновных носителей в эмиттере () и базе (). Особенно большим это отношение может быть в гетеропереходах. Если высота потенциального барьера для электронов существенно превышает высоту барьера для дырок, ток через переход практически полностью переносится дырками, и их коэффициент инжекции равен 1.