При получении теоретической ВАХ p-n перехода предполагалось, что в обеднённой области процессы генерации и рекомбинации носителей отсутствуют. Поэтому ВАХ реального прибора несколько отличается от теоретической, сохраняя форму, близкую к экспоненциальной. Учёт генерационно-рекомбинационных процессов обычно осуществляют введением множителя перед Получаем
Обычно находится в пределах от 1 до 1,8. Для германиевых приборов этот коэффициент ближе к нижнему пределу, для кремниевых – к верхнему.
Во-вторых, полученное в предыдущем параграфе уравнение ВАХ относится только к p-n переходу. Реальные приборы, в которых сформирован p-n переход кроме обеднённой области имеют достаточно протяжённые области полупроводника p и n типов. Эти области имеют некоторое сопротивление (объёмное), на котором происходит падение напряжения. Следовательно, в реальных приборах - падение напряжения между выводами – превышает - падение напряжения на p-n переходе.
Обычно одна из областей легируется слабее (пусть это n-область). Слабее легированную область полупроводникового материала называют базой. Именно сопротивление базы оказывается заметным и его нужно учитывать в расчётах. Сопротивление p-области (более легированной) значительно меньше и им пренебрегают.
В-третьих, при достаточно больших обратных напряжениях наблюдается резкий рост тока. Это явление называется пробоем p-n перехода. Существует несколько возможных причин пробоя и соответственно видов пробоя: лавинный, зенеровский и тепловой. Лавинный и зенеровский рассмотрим позднее. Тепловой пробой характеризуется тем, что при повышении температуры растёт тепловой ток и при больших обратных напряжениях заметно растёт и выделяемая на p-n переходе мощность. Это ещё больше увеличивает температуру перехода, а вместе с ней и тепловой ток и т.д. Возникает лавинообразное нарастание тока и если ток прибора не ограничивается на определённом уровне внешней цепью, то прибор выходит из строя.
В-четвёртых, в реальных приборах p-n переходы выходят на поверхность полупроводника, из-за чего происходит утечка тока по поверхности, т.е. имеется ток утечки Это приводит к тому, что обратный ток растёт с увеличением обратного напряжения
Графически перечисленные особенности (отличия) ВАХ реальных приборов от идеального p-n перехода могут быть представлены следующим образом.
Следует различать сопротивление p-n перехода постоянному току и сопротивление p-n перехода переменному току, или его дифференциальное сопротивление
При комнатной температуре ( , поэтому
Если , то
Дата: 2018-12-28, просмотров: 266.