3.Прямое и обратное включение p-n-перехода. Определение пробоя и его виды.

Электронно-дырочным переходом называют переходный слой у границы раздела двух областей

полупроводника с различным типом электропроводности.

При включении кристалла полупроводника с р-n-переходом в электрическую цепь состояние перехода меняется .При подключении источника питания положитель­ным полюсом к области р, а отрицательным — к области n электрическое поле, создаваемое источником, направлено против поля объемных зарядов. Основные но­сители начнут двигаться к переходу и через переход потечет электрический ток. Так как концентрация основных носителей велика, то даже при небольшом напря­жении ток будет значительным. Такое включение р -n-перехода называют прямым, а состояние перехода — открытым. Если поменять полярность источника пита­ния, то его поле будет направлено согласно с полем объемных зарядов. Под действием суммарного электрического поля основные носители отойдут от перехода. Зона объемных зарядов станет шире. В этом случае включение р -n-перехода называют обратным. Через переход могут проходить только неосновные носители, а так как их концентрация на много порядков ниже, чем основных, то и обратный ток на несколько порядков меньше прямого Такое состояние перехода называется закрытым. Если Uобр постепенно повышать, то при определенном

значении напряжения обратный ток через переход резко увеличивается — происходит пробой перехода. Можно выделить два основных вида пробоя: электриче­ский и тепловой. При электрическом пробое напряжение на переходе поддерживается почти постоянным. При отключении перехода от источника его свойства восстанавливаются. При тепловом пробое область р n-перехода разогревается и переход разрушается. Электрический пробой может существовать длительно, если не перейдет в тепловой. При повышении температуры окружающей среды ухудшается теплоотвод и напряжение теплового пробоя уменьшится. Поэтому по­лупроводниковые приборы монтируются на радиаторах, имеющих большую поверхность охлаждения. Лавинный пробой развивается в относительно широких p-n – переходах, которые образуются в слабо легированных полупроводниках. Туннельный пробой –развивается , если напряженность электрического поля порядка 7*10⁵ В/см, что возможно при очень высокой концентрации примесей N=10¹⁹ см ^-3, когда ширина перехода становится малой.

4.Полупроводниковые диоды: общее устройство, обозначение на схемах , классификация, маркировка, области применения.

Полупроводниковым диодом называется электропреобразовательный полупроводниковый прибор с одним электронно-дырочным переходом и двумя выводами- анод и катод.

Рис. 1

Классификация и условные графические обозначения полупроводниковых диодов приведены на рис. 1. Как видно, все полупроводниковые диоды подразделяют на два класса: точечные и плоскостные.

В точечном диоде используется пластинка германия или кремния с электропроводностью n-типа толщи­ной 0,1—0,6 мм и площадью 0,5—1,5 мм²; с пластинкой со­прикасается заостренная стальная проволочка . На заключительной стадии изготовления в диоде создают большой ток (несколько ампер), стальную проволочку вплавляют в полупроводник n-типа, образуя область с электропроводностью р-типа. Такой процесс называется формовкой.

Точечные диоды используют в основном для выпрямления.

В плоскостных диодах р-п-переход образуется двумя полупроводниками с различными типами

электропроводности, причем площадь перехода у полупроводников различных типов лежит в

пределах от сотых долей квадратного микрометра (микроплоскостные диоды) до нескольких квадратных сантиметров (силовые диоды).

Классификация: 1) по функциональному назначению: выпрямительные , импульсные, туннельные, смесительные, специальные, универсальные;2)по техноло­гии изготовления: лавинно-пролетные, диоды

Ганна, сплавные, диффузионные;3) по мощности : малой, средней, большой;4)по материалу: германие­вые, кремневые, бинарные соединения.

Принятое в настоящее время обозначение полупроводниковых приборов состоит из четырех элементов.

Первый элемент указывает на применяемый полупроводниковый материал: 1 или Г — германий, 2 или К — кремний, 3 или А—арсенид галлия. Второй элемент связан с назначением диода: Д выпрямительные, универсальные и импульсные диоды, С — стабилитроны, Ц — выпрямительные столбы и блоки. Третий элемент (трехзначная группа цифр) обозначает основные параметры

прибора, а четвертый (буква) — разновидность данного типа диодов, которая может отличаться по величине какого-то параметра (тока, обратного напряжения и т. д.) от других диодов этого же типа. Например, КД104А—кремниевый выпрямительный диод, разновидность А.