Билет 42. Прямая характеристика реального диода. Дрейфовая составляющая тока инжектированных носителей. Коэффициент инжекции.

При малых прямых напряжениях главным фактором, искажающим ВАХ диода, являются ток рекомбинации носителей заряда в ОПЗ, который добавляется к инжекционным составляющим тока I_p и I_n. Полный ток диода при U>0 и низком уровне инжекции приближенно описывается соотношением , где масштабный ток учитывает тепловой и рекомбинационный токи, а параметр 1<m<2 называется фактором неидеальности.

Э миттер легируется сильнее базы, поэтому сопротивлением теля эмиттера можно принебречь. Тогда ВАХ реального диода принимает вид: . И сопротивление реального диода при I>>I₀ равно: . При I<<Iв= влиянием сопротивления базы можно принебречь. При I>>Iв влияние сопротивления базы становится доминирующим, и ВАХ диода вырождается в прямую линию, а ток Iв= называется током омического вырождения.

Полагая коэффициент инжекции близким к 1, будем считать, что полный электронный ток на эмиттерной границе базы значительно меньше дырочного; положим j_n=0. Тогда дрейфовая составляющая дырочного тока: . Используя условие квазинейтральности и заметив, что дрейфовую составляющую удалось привести к такой же форме, как и диффузионную, получим, что при высоком уровне инжекции эквивалентный коэффициент диффузии близок к 2 . Следовательно, при высоком уровне инжекции дрейфовая и диффузионная составляющие дырочного тока почти равны, а значит, полный дырочный ток можно рассчитать по формуле: .

Высокий уровень инжекции приводит к уменьшению удельного сопротивления базы. Важным следствием этого является уменьшение коэффициента инжекции, характеризующего долю дырочного тока на базовой границе перехода.

Билет 43. Прямая характеристика реального диода. Модуляция сопротивления базы. Эквивалентная схема диода при прямом смещении.

При малых прямых напряжениях главным фактором, искажающим ВАХ диода, являются ток рекомбинации носителей заряда в ОПЗ, который добавляется к инжекционным составляющим тока I_p и I_n. Полный ток диода при U>0 и низком уровне инжекции приближенно описывается соотношением , где масштабный ток учитывает тепловой и рекомбинационный токи, а параметр 1<m<2 называется фактором неидеальности.

Эмиттер легируется сильнее базы, поэтому сопротивлением теля эмиттера можно принебречь. Тогда ВАХ реального диода принимает вид: . И сопротивление реального диода при I>>I₀ равно: . При I<<Iв= влиянием сопротивления базы можно принебречь. При I>>Iв влияние сопротивления базы становится доминирующим, и ВАХ диода вырождается в прямую линию, а ток Iв= называется током омического вырождения.

Повышенная концентрация носителей, свойственная высокому уровню инжекции, влияет не только на коэффициент инжекции, но и на полное сопротивление базы r_б. Тем самым форма ВАХ зависит от уровня инжекции более сложно и существенно. Для того чтобы найти функцию r_б( ), запишем сначала сопротивление элементарного слоя базы толщиной dx, расположенного вблизи перехода: , проинтегрируем это выражение с учетом квазинейтральности, и после логарифмирования полученного выражения останется формула: . Для реальных диодов: . (Далее сложные вычисления ВАХ). Из ВАХ следует, что вырожденный участок характеристики нелинеен.

Несмотря на сложную структуру прямой характеристики, для практических расчетов ее можно аппроксимировать ломаной линией. Погрешность такой аппроксимации существенна лишь на начальном участке, при малых токах. Формула для идеализированной характеристики: . Ей отвечает эквивалентная схема: