2.3. Вах реального p-n-перехода

На рис.2.4 приведена вольтамперная характеристика реального p-n- перехода, здесь же пунктиром показана характеристика идеального p-n-перехода. Рассмотрим основные причины, приводящие к отличию характеристик.

 При прямом напряжении на p-n- переходе (область 1 ) отклонение реальной характеристики от идеальной связано с конечным ( не нулевым) сопротивлением слаболегированной области базы (r_Б'). Часть внешнего напряжения U падает на объемном сопротивлении базы  r_Б', поэтому напряжение на p-n-переходе уменьшается до величины Upn=U-i r_Б'. С учетом сопротивления базы, прямой ток реального p-n-перехода описывается уравнением:

 .      (2.7)

Таким образом, при одинаковой величине поданного напряжения ток реального p-n-перехода будет меньше, чем идеального.

При обратном напряжении обратный ток реального перехода оказывается больше чем ток идеального перехода, и, кроме того, величина обратного тока зависит от обратного напряжения (область 2 на рис. 2.4). Причиной этого отличия  является то, что при выводе выражения (2.5) нами не учитывалась тепловая генерация в области объемного заряда. Вследствие малой концентрации носителей заряда в p-n-переходе скорость генерации пар носителей зарядов в этой области преобладает над скоростью рекомбинации; любая пара носителей заряда, генерируемая в этой области, разделяется полем перехода, а , следовательно, к тепловому току добавляется генерационная составляющая.

 

 При обратном напряжении обратный ток реального перехода оказывается больше, чем ток идеального перехода, а, кроме того,  величина обратного тока зависит от обратного напряжения (область 2 на рис. 2.4). Причиной этого отличия является то, что при выводе выражения (2.5) нами не учитывалась тепловая генерация в области объемного заряда.

Температура удвоения обратного тока p-n перехода Т^* позволяет рассчитать обратный ток i_ОБР(Т₀ + Т) при возрастании температуры на Т по известному значению обратного тока при заданной температуре Т₀.

i_ОБР(Т₀ + Т) = i_ОБР(Т₀)·2^Т/Т*.

Для германиевых p-n-переходов обратный ток удваивается на каждые  10^оC (Т* = 10^оC) , для кремниевых - Т* = 8^оC.