32 Москатов Е. А. Электронная техника. Начало. http://moskatov.narod.ru

2.2.4. Пробои электронно-дырочных переходов

Пробоем электронно-дырочного перехода называют явление очень быстрого роста обратного тока при незначительном повышении постоянного обратного напряжения. Выделяют три типа пробоев: зенеровский, лавинный и тепловой.

Зенеровский или по-другому туннельный пробой возникает при преодолении электронами недостаточно протяжѐнного потенциального барьера, в результате чего падение обратного напряжения на электронно-дырочном переходе почти неизменно при широком диапазоне флюктуаций обратного тока. Явление зенеровского пробоя положено в основу принципа действия полупроводниковых стабилитронов.

Под действием сильного электрического поля происходит разгон носителей заряда, и в области электронно-дырочного перехода имеет место такое их взаимодействие с атомами кристаллической решѐтки, что из-за этого имеет место образование новой пары дырки и электрона, те в свою очередь порождают ещѐ более новую пару и так далее. Такой неуправляемый процесс порождения носителей зарядов называют лавинным пробоем. При лавинном пробое элек- тронно-дырочный переход заполнен носителями заряда и его дифференциальное сопротивление стремится к нулю.

Лавинный пробой и зенеровский пробой относят к электрическим пробоям. Электрические пробои обратимы. На поверхности кристалла полупроводника электрический пробой возникает прежде, чем в глубине. Тому причина в незначительных загрязнениях, деградациях материала и прочем. Поэтому выходящие на поверхность кристалла участки полупроводника для увеличения максимально допустимого обратного напряжения компонента пассивируют: вокруг них осуществляют углубление или напыление диэлектрического материала.

Тепловыделение в области электронно-дырочного перехода, пропорциональное обратному напряжению и обратному току, уве-

33 Москатов Е. А. Электронная техника. Начало. http://moskatov.narod.ru

личивает температуру кристалла полупроводника и силу обратного тока, что приводит к ещѐ большему тепловыделению, ещѐ большему обратному току и более высокой температуре и так далее. В результате такого катастрофического перегрева получает развитие тепловой пробой, который разрушает электронно-дырочный переход и после остывания прежние свойства, например, односторонней проводимости, к нему уже не вернутся. Тепловой пробой возникает после электрического пробоя перехода.

На вольтамперных характеристиках [44, с. 82] электроннодырочного перехода, показанных на рис. 2.2, лавинный пробой изображѐн на кривой (а), зенеровский пробой – на кривой (б), а тепловой пробой отражѐн в наличии участка отрицательного дифференциального сопротивления на кривой (в).

Рис. 2.2. ВАХ с участками пробоев На данном рисунке пропорции по осям не соблюдены.