54. Назовите и охарактеризуйте основные отличия вольт - амперных характеристик реальных диодов от идеальных при прямом включении.

Отличия ВАХ при прямом включении проявляются в следующем. 1. При малых напряжениях возникает дополнительный ток рекомбинации. Если прямое напряжение мало, то высота потенциального барьера еще относительно высока. Поэтому часть основных носителей заряда не может преодолеть этот барьер, пересечь обедненный слой и создать ток инжекции. 2. При выводе ВАХ предполагалось, что сопротивления электронейтральных областей, примыкающих к обедненному слою, равно нулю. В реальных, несимметричных диодах сопротивление базы составляет десятки и даже сотни Ом. Поэтому внешнее напряжение распределяется между обедненной областью и базой. В этом случае

и ВАХ идет правее идеальной, все больше отклоняясь при нарастании тока.

55. Назовите и охарактеризуйте основные отличия вольт - амперных характеристик реальных диодов от идеальных при обратном включении.

Отличия ВАХ при обратном включении проявляются в следующем. 3. У реальных диодов имеют место «утечки» тока. На поверхности диода, вследствие «загрязнений» при изготовлении и так называемых поверхностных состояний, образуются микроскопические проводящие каналы, по которым протекает дополнительный ток утечки. Ток утечки увеличивается пропорционально напряжению. 4. В наличии у реальных диодов дополнительного тока термогенерации в обедненном слое. В обедненном слое на ХШР-центрах возможно появление дополнительных носителей заряда. Так как внутри обедненного слоя имеется электрическое поле, то возникшие дополнительные носители сразу же «уносятся» из обедненной области, не успевая рекомбинировать. 5. При относительно больших обратных напряжениях в реальных диодах может наблюдаться электрический пробой. Как известно из физики при этом возможны две разновидности электрического пробоя. 6. У реальных диодов возможен тепловой пробой.

56. Какие физические явления присущи реальным диодам?

Рассматривая идеализированный диод, мы учли лишь самое главное. В реальных диодах имеют место и другие физические эффекты. Эти дополнительные эффекты находят свое выражение в отличиях ВАХ реального и идеального диода. При относительно больших обратных напряжениях в реальных диодах может наблюдаться электрический пробой. Как известно из физики при этом возможны две разновидности электрического пробоя. А. Туннельный пробой, который наблюдается в р – n структурах с сильно легированными и вырожденными р – n областями. В этом случае толщина обедненного слоя очень мала (~10^-8м). Электроны из зоны проводимости n области могут «туннелировать» в зону проводимости р полупроводника и, при сильном «искривлении» зон, даже в валентную зону р полупроводника. Обратный ток резко растет. Б. Лавинный пробой. Этот вид пробоя характерен для диодов с высокоомной базой. Он связан с образованием «лавины» из носителей заряда под действием сильного электрического поля. У реальных диодов возможен тепловой пробой. Тепловой пробой вызывается тем, что при протекании обратного тока в диоде выделяется тепло и его температура повышается. С ростом температуры повышается концентрация неосновных носителей заряда и увеличивается обратный ток. В свою очередь, увеличение обратного тока приводит к увеличению мощности, рассеиваемой на диоде, а это способствует дальнейшему росту температуры. Если количество теплоты, выделяемой на диоде, превышает количество отводимой теплоты, то развивается процесс непрерывного нарастания температуры, а, значит, и тока. В результате процесс нарастания обратного тока приобретает лавинообразный характер и наступает тепловой пробой, при котором диод «сгорает». Напряжение теплового пробоя зависит от условий теплоотвода и снижается при повышении температуры окружающей среды.