Физика работы диода

Рассмотрим ее на примере диода с -эмиттером.

Если к диоду приложить внешнее напряжение положительной полярностью к -области, а отрицательной к , то уменьшится ширина p - n -перехода, высота потенциального барьера и произойдет инжекция дырок из эмиттера в базу. В базе нарушится электронейтральность. Из внешней цепи от источника поступят электроны в базу и восстановят электронейтральность. Уход дырок из эмиттера в базу нарушит электронейтральность эмиттера. Из эмиттера во внешнюю цепь уйдут лишние электроны. Восстановится электронейтральность эмиттера. Таким образом во внешней цепи течет электронный ток.

При обратном включении диода увеличивается ширина перехода, высота потенциального барьера и происходит экстракция дырок из базы в эмиттер. Нарушается электронейтральность базы. Из базы во внешнюю цепь уйдут лишние электроны. Приход лишних дырок в эмиттер нарушит нейтральность эмиттера и из внешней цепи для восстановления нейтральности придут электроны. Нетрудно заметить, что направление тока во внешней цепи при обратном включении диода противоположно направлению прямого тока.

Связь между током и напряжением диода описывается вольт-амперной характеристикой (ВАХ):

или ,

где – ток диода при обратном включении, или обратный ток. График ВАХ показан на рис. 3.8.

Для кремниевых диодов ВАХ описывается несколько иной зависимостью:

, где .

Сдвиг ВАХ кремниевых диодов вправо объясняется большей,чем у германия, шириной запрещенной зоны.

По графику ВАХ можно определить сопротивление диода постоянному току . При обратном включении . Дифференциальное сопротивление диода:

На прямой ветви ВАХ , на обратной . Из формул следует, что и .

Так как сопротивление диода определяется сопротивлением перехода, то на переходе происходит падение практически всего внешнего напряжения и на нем выделяется мощность . Тратится она на нагревание. В результате температура перехода оказывается выше температуры окружающей среды. Эта разница