Прямое и обратное включения электронно-дырочного перехода

  При прямом включении n - слой соединяют с отрицательным полюсом источника напряжения, а p - слой - с положительным полюсом (рис.7). В p - n - переходе создаются условия для прохождения тока, отличающиеся от условий при термодинамическом равновесии. Пространственный заряд на p - n - переходе уменьшится, а потенциальный барьер снизится на величину Э.Д.С. источника.

Рисунок 7 – Прямое включение электронно-дырочного перехода

При прямом включении сопротивление и ширина p - n – перехода уменьшаются, p - n – переход открывается и через него протекает прямой ток. Прямой ток является током основных носителей (диффузионным током).

При обратном включении n - слой соединяют с положительным полюсом источника напряжения, а p - слой - с отрицательным полюсом (рис.8). При этом потенциальный барьер p-n-перехода увеличивается. Сопротивление и ширина p - n – перехода также увеличиваются, p - n – переход закрывается. Это приводит к уменьшению диффузионного тока (тока основных носителей) и увеличению дрейфового (тока неосновных носителей). Результирующий ток совпадает с дрейфовым током. При обратном включении через p - n – переход протекает очень маленький, близкий к нулю обратный ток.

Рисунок 8 – Обратное включение электронно-дырочного перехода

Таким образом можно сделать вывод, что величина тока зависит от способа включения p - n – перехода и величины напряжения. Зависимость тока, от величины напряжения называется вольтамперной характеристикой (ВАХ). На рис.9 представлена ВАХ электронно-дырочного перехода.

Рисунок 9 – Вольтамперная характеристика электронно-дырочного перехода

Основное свойство электронно-дырочного перехода: p-n-переход обладает односторонней проводимостью (вентильным свойством)

 

Электрический пробой

При достижении обратным напряжением некоторого критического значения происходит пробой p - n – перехода.

Пробой сопровождается лавинообразным нарастанием тока неосновных носителей. Различают электрический пробой и тепловой.

Электрический пробой не опасен для p-n-перехода: при отключении источника обратного напряжения вентильные свойства электронно-дырочного перехода полностью восстанавливаются.

Тепловой пробой приводит к разрушению кристалла и является аварийным режимом.

 

Вопросы:

1) Какие материалы относятся к полупроводникам и как меняется их проводимость при увеличении температуры?

2) Примесь каких химических элементов называется донорской?

3) Примесь каких химических элементов называется акцепторной?

4) Что произойдет при соединении двух полупроводников с разной проводимостью?

5) Каким свойством обладает p-n-переход?

6) В каком состоянии находится p-n-переход при прямом и обратном включении?

7) Чем различаются электрический и тепловой пробои?

 

Тема2 Полупроводниковые диоды

План

1. Устройство и классификация диодов

2. Принцип действия и вольтамперная характеристика диода

3. Условные обозначения и маркировка диодов.