5.7 Влияние сопротивления базы на вах pn-перехода. Полупроводниковый диод

Полупроводниковым диодом называют нелинейный электронный прибор с двумя выводами.

До сих под мы говорили об идеальном pn-переходе, то есть не учитывали падение напряжения на квазинейтральных областях. При приложении напряжения к реальному полупроводниковому диоду, часть напряжения падает на контактах (см. подраздел 4.3), если же контакты омические, то на квазинейтральных областях. При условии, что одна квазинейтральная область – эмиттер - (в нашем случае p-область) легирована сильнее другой области (базы), особую роль играет сопротивление последней.

При протекании тока I через диод падение напряжения на базе . Величина сопротивления базы зависит от удельного сопротивления базы и геометрии растекания тока. Для плоскостных диодов, линейные размеры pn-перехода в которых много больше толщины базы, сопротивление базы определяется простым соотношением (см. раздел 2):

,

(5.57)

где – удельное сопротивление, – толщина базы, зависящая от напряжения смещения.

Падение напряжения на ОПЗ pn-перехода можно найти из формулы Шокли (5.42):

,

(5.58)

тогда полное падение напряжения на диоде

,

(5.59)

Прямая ветвь ВАХ, соответствующая этому выражению, показана на рис. 5.17, 5.18.

Рис. 5.17 ВАХ с учетом сопротивления базы в линейном масштабе	Рис. 5.18 Прямая ветвь ВАХ полупроводникового диода в полулогарифмическом масштабе

На рис. 5.19 – прямая ВАХ диода в полулогарифмическом масштабе (значение тока откладывается в логарифмическом, а значение напряжения – в линейном масштабах). На нем показан способ графического определения значений тока насыщения и генерационно-рекомбинационного.

Толщина базы в свою очередь влияет на закон распределения инжектированных носителей и диффузионных токов. В самом деле, экспоненциальное распределение, представленное в формулах справедливо длядлинной базы, то есть при . В случае короткой базыследует использовать выражения, аналогичные представленным ранее:

,

(5.60)

или:

.

(5.61)

Аналогичные уравнения могут быть получены для электронов в p-области и токовых зависимостей.