Вольт- амперная характеристика P-N- перехода

Вольт- амперная характеристика показывает зависимость тока через P-N-переход от значения и полярности приложенного напряжения: I=I₀(e^40U-1), (1), где I₀- ток насыщения P-N- перехода, определяемый физическими свойствами полупроводникового материала; U- напряжение, приложенное к P-N- переходу; e=2.718- основание натуральных логарифмов.

Из (1) видно, что при U_пр>0.05 В, т.е. при е^40U>>I, ток через P-N- переход с увеличением напряжения резко возрастает (см рис.16, а). При отрицательных напряжениях U_обр начиная с U_обр=0.05 В величина I/e^40U<<I и ею можно пренебречь, тогда I=-I_обр=-I₀, т.е. обратный ток равен току насыщения и в определенных границах обратного напряжения остается величиной практически постоянной. Ток I₀ составляет несколько микроампер и им можно пренебречь. Дальнейшее увеличение обратного напряжения (выше U_{обр max}) приводит к электрическому пробою P-N- перехода (при U_проб), сопровождающемуся резким возрастанием обратного тока. Пробой P-N- перехода происходит под действием внутренней электростатической ионизации, в результате которой электронам сообщается энергия, достаточная для освобождения их от парно- электронных связей и преодоления потенциального барьера. Такой вид пробоя называется зенеровским (туннельным). В результате ударной ионизации атомов полупроводника в районе P-N- перехода носителями, образующими первичный обратный ток, наступает лавинный пробой.

Свойства P-N- перехода существенно зависят от температуры окружающей среды (рис.,б). При недостаточном обеспечении теплоотвода от указанного перехода происходит его перегрев и повышение температуры вызывает увеличение тепловых колебаний электронов основного полупроводника, при этом некоторые из них приобретают энергию, достаточную для разрыва связей с атомами.