Лр№ 9. Снятие входных и выходных характеристик биполярного транзистора

1. Что представляет из себя электронно-дырочный переход?

ЭДП – это тонкий приконтактный слой в зоне соединения двух полупроводников с различной электропроводностью. При соединении полупроводников начинается взаимный переход электронов и дырок из одного слоя в другой (диффузия), в результате чего на границе соединения полупроводников появляются объемные заряды: в полупроводнике с преобладанием дырочной электропроводности - отрицательный, а в полупроводнике с преобладанием электронной электропроводности - положительный. Эти объемные заряды создают внутреннее электрическое поле, которое противодействует диффузии. Когда силы внутреннего поля и силы диффузии уравновесятся, то диффузия прекращается, а это означает, что ЭДП сформировался.

2. Что происходит если к электронно-дырочному переходу приложено Uпр?

Если к ЭДП приложено U_пр, то возникает внешнее электрическое поле, которое направлено навстречу внутреннему электрическому полю ЭДП и ослабляет его, при этом возобновляется взаимный переход электронов и дырок из одного слоя в другой и в цепи появляется электрический I.

3.Что происходит если к электронно-дырочному переходу приложено Uобр?

Если к ЭДП приложено U_обр, то возникает внешнее электрическое поле, которое совпадает по направлению с внутренним электрическим полем ЭДП и усиливает его, при этом взаимный переход электронов и дырок из одного слоя в другой, прекратившийся под воздействием внутреннего поля, становится тем более невозможным, а, следовательно, электрический ток в цепи отсутствует. Т.о., главным свойством ЭДП является его односторонняя электропроводность. Это свойство широко используется во многих полупроводниковых приборах: VD, VT, тиристорах, фотоэлементах.

4. Что понимают под пробоем электронно-дырочного перехода, виды пробоя?

Под пробоем ЭДП понимают резкое увеличение I_обр. Различают следующие виды пробоя ЭДП:

1. Электрический пробой. По мере увеличения U_обр увеличивается энергия валентных электронов и при некотором U она становится достаточной для разрыва ковалентных связей, что приводит к значительному увеличению количества неосновных носителей и резкому увеличению I_обр.

2. Лавинный пробой. По мере увеличения U_обр увеличивается скорость неосновных носителей и при некотором U она становится достаточной для ударной ионизации атомов полупроводника. Процесс ударной ионизации происходит лавиннообразно и I_обр резко возрастает при незначительном изменении U_обр.

3. Тепловой пробой. При нагреве полупроводников увеличивается энергия валентных электронов и при некоторой температуре она становится достаточной для разрыва ковалентных связей, что приводит к значительному увеличению количества неосновных носителей и резкому  I_обр.

5.Особенности теплового пробоя.

Тепловой пробой сопровождается изменением структуры полупроводников и является необратимым. После теплового пробоя p-n переход теряет свою одностороннюю электропроводность, а следовательно полупроводниковый прибор, в котором он используется выходит из строя.