Реальная ВАХ

В реальных р - n -переходах омическое сопротивление базы не равно нулю. В этом случае прямое напряжение , тогда ВАХ прямой ветви пойдет положе, и будет выглядеть так, как показано на рис. 1.18.

В обратной ветви реальной ВАХ обратный ток намного превышает тепловой ток I ₀. Это вызвано прежде всего термогенерацией электронно-дырочных пар в области обратно смещенного р - n -перехода. Этот ток получил название тока термогенерации (I_G). Процесс термогенерации происходит всегда, но если состояние равновесное, то скорость термогенерации и рекомбинации одинаковы. При обратном напряжении процесс рекомбинации замедляется. Избыточные носители переносятся электрическим полем в нейтральные слои (электроны в n, дырки в р), эти потоки и образуют ток термогенерации, величина которого может составлять 10^–11А, что на четыре порядка выше тока I ₀.

Отличительной особенностью тока термогенерации является то, что этот ток зависит еще и от величины обратного напряжения, так как с ростом U _обр растет ширина обедненного слоя, а, следовательно, количество термогенерируемых пар увеличивается. Кроме этого тока еще существует ток утечки по поверхности р - n -перехода (I _утечки), возникающий за счет загрязнения корпуса р - n -перехода, который пропорционален обратному напряжению (рис. 1.19). В сумме эти три составляющих (токи тепловой, термогенерации и утечки) определяют обратный ток реального перехода. Если обратное напряжение увеличивать беспредельно, то при некоторой его величине возможен пробой перехода.

Виды пробоев П-Н переходов

Существует три разновидности пробоев р - n -перехода: туннельный, лавинный, тепловой. Два первых носят название электрического пробоя и являются неразрушаемыми.

1.9.7.1. Туннельный пробой

В основе туннельного пробоя лежит зависимость потенциальных уровней от величины Δj на р - n -переходе. Чем больше Δj, а, следовательно, U, тем больше разница между однотипными зонами в слоях n и р. В этом случае при некоторой величине обратного напряжения зона проводимости n -полупроводника окажется ниже валентной зоны р -полупровод-ника (рис. 1.20) и электроны из зоны проводимости n -полупроводника могут напрямую (без изменения) энергии просочиться в валентную зону р -полупроводника и обратно. Это явление называется туннельным эффектом, а ток – туннельным. Величина обратного тока при туннельном пробое резко возрастает и может быть соизмерима с прямым током (рис. 1.21). Если ток не превышает допустимой величины, то данный пробой не разрушает р - n -переход. С ростом температуры напряжение пробоя уменьшается, т.к. уменьшается ширина запрещенной зоны.

Дата добавления: 2015-07-25