Полупроводниковый диод

При напряжении больше нуля, уменьшение потенциального барьера приводи к росту тока, диффузионная составляющая тока основных носителей превышает дрейфовую составляющую не основных носителей. При некотором напряжении потенциальный барьер полностью понижается, и далее ток диода определяется лишь сопротивлением кристалла, и нарастает линейно.

       Явление введения носителей заряда, через потенциальный барьер в область, где эти носители являются не основными, называется инжекцией. Область, в которую инжектируются, не основные для неё носители, называется базовой областью, или базой. Область, из которой инжектируются носители, называется эмиттерной областью или эмиттером.

       В полупроводниковом приборе обычно концентрация основных носителей в p и n областях различна, поэтому одна инжекция преобладает над другой, это преобладание инжекций и соответствует названиям эмиттера и базы.

       На участке * нелинейность ВАХ объясняется, тем, что здесь ток определяется разностью увеличивающегося диффузионного тока основных носителей, и уменьшающегося дрейфового тока не основных носителей. Выше этого участка наблюдается дрейф основных носителей.

       При U<0 и увеличении модуля этого напряжения внешнее поле складывается с полем потенциального барьера, под действием результирующего поля потенциальный барьер возникает уже при небольшом увеличении внешнего поля. Диффузия основных носителей через переход прекращается, а дрейф не основных носителей возрастает, так как концентрация не основных носителей невелика то и небольшого обратного напряжения достаточно для обеспечения насыщения дрейфового тока. Этот ток называется током насыщения, или тепловым током, так как он сильно зависит от температуры, увеличиваясь в е раз при увеличении температуры на каждые 10 градусов. Обратный ток медленно увеличивается с увеличением отрицательного напряжения, это объясняется наличием тока утечки по поверхности диода на участке p-n перехода.

       С ростом обратного напряжения ток медленно нарастает, но, начиная с некоторого напряжения , обратный ток резко возрастает, это явление называется пробоем диода.

       Различают три вида пробоев перехода:

1. электрический вызывается чрезмерным нарастанием напряженности электрического поля в переходе, при этом ток возрастает, потому что электрическое поле большой напряженности вырывает электроны из ковалентных связей, это приводит к возрастанию, концентрации носителей, и соответственно тока.
2. лавинный, при нём большие скорости не основных носителей заряда в области перехода, вызывают ионизацию нейтральных атомов и связанное с ней лавинообразное размножение зарядов. Электрический и лавинный пробой требуют для своего возникновения определённой напряжённости поля, поэтому напряжение при них практически неизменно. При уменьшении напряжения, ток через диод не проходит.
3. тепловой, вызывается нагревом перехода, и резким возрастанием термогенерации носителей заряда в области перехода, он является необратимым.