ВАХ /вольт амперная характеристика/ p-n-перехода

Под ВАХ будем понимать зависимость тока через p-n-переход от приложенного к нему напряжения.

уравнение Шокли, где — температурный потенциал.

При изменении прямого напряжения на 60мВ ток меняется на порядок.

Тепловой ток — это ток, вызванный термогенерацией в областях полупроводника, прилегающих к границам p-n-перехода на две-три длины диффузии.

Выразим из уравнения Шокли:, т. е. можно оценить дифференциальное сопротивление p-n-перехода:

.

При прямом смещении. Если через p-n-переход протекает =1мА, то =26 Ом. При ,.

Вентиль — это элемент, который пропускает ток в одном направлении.

Явление уменьшения сопротивления базы при увеличении уровня инжекции называется эффектом модуляции сопротивления базы.

В результате получаем уравнение Шокли:

.

гдекоэффициент коррекции.

Для реальных p-n-переходов. Для нахождения необходимо измерить напряжение при двух разных значениях тока.

Рост тока с увеличением температуры объясняется тем, что уровень Ферми при увеличении температуры стремится к середине запрещённой зонывысота потенциального барьера уменьшаетсяток через p-n-переход увеличивается.

В реальных p-n-переходах обратный ток имеет 3 составляющих:

• 1) Тепловой ток
• 2) Ток термогенерации /ток носителей, возникающих в обеднённом слое полупроводника под воздействием температуры/
• 3) Ток утечки /ток в обход p-n-перехода, обусловлен наличием различных проводящих плёнок, шунтирующих p-n-переход/

В реальных p-n-переходах наблюдается явление пробоя, под которым понимают резкое увеличение обратного тока.

Различают три вида пробоя:

• 1) Тепловой
• 2) Лавинный
• 3) Туннельный

[1] Тепловой пробой обусловлен нагреванием p-n-перехода при протекании по нему обратного тока. Тепловой пробой необратим.

[2] Лавинный пробой возникает в p-n-переходах при невысокой степени легирования, когда на длине свободного пробега носители успевают приобрести энергию достаточную для ионизации нейтрального атома. Лавинный пробой обратим, если не перешёл в тепловой.

[3] Туннельный пробой наблюдается в p-n-переходах, образованных вырожденными полупроводниками /сильно легированный проводник/. С ростом температуры уменьшается напряжения пробоя.