5.3. Туннельный пробой p-n - перехода

Т уннельный пробой происходит в сильнолегированных полупроводниках с резким p-n - переходом. Толщина обедненной области в этом случае мала и составляет d~10^-6см. При обратном смещении p-n - перехода рис.7 происходит искривление энергетических зон и ширина потенциального барьера уменьшается. Электроны в области n располагаются напротив свободных уровней энергии в области р и туннелируют через потенциальный барьер без изменения энергии. При этом через p-n - переход протекает туннельный ток I_nтун.

5.4. Лавинный пробой p-n- перехода

Лавинный пробой вызывается лавинным размножением носителей заряда под действием сильного электрического поля. При движении в сильном электрическом поле в p-n - переходе энергия электронов существенно превышает энергию теплового движения kТ. Если на длине свободного пробега электронов _n энергия электрона W = qЕ_n  W, где W – энергия ионизации нейтрального атома кристаллической решетки, то при соударении атом ионизируется и электрон из валентной зоны переходит в зону проводимости, как показано на рис. 8. Дальше движутся уже два электрона, и при следующем соударении, возникает еще два свободных электрона. Процесс образования электронов носит лавинный характер. Следует отметить, что дырки движутся в базу и также могут ионизировать нейтральные атомы при столкновении.

Туннельный и лавинный пробой являются обратимыми и не приводят к разрушению полупроводника.

Тепловой пробой обусловлен перегревом полупроводника в результате прохождения избыточного тока через переход. Тепловой пробой, как правило, приводит к разрушению структуры p-n - перехода.