Шпоры по ФОЭ / 6 - ВАХ p-n-перехода. Пробой p-n-перехода

ВАХ p-n перехода 1 – прямая ветвь; 2 – обратная ветвь при лавинном пробое; 3 – обратная ветвь при тепловом пробое; 4 – обратная ветвь при туннельном пробое. Зависимость тока через p-n переход от величины напряжения называется его ВАХ. При расчете ВАХ предполагается, что электрическое поле вне объединенного слоя отсутствует. ВАХ p-n перехода описывается выражением Где I – ток, текущий через p-n переход; q – заряд электрона; Uвн – напряжение, приложенное к p-n переходу; k – постоянная Больцмана; T – температура по Кельвину; Io – обратный ток (ток насыщения) Выражение (1) принято называть уравнением Эберса-Молла. Это уравнение представляет наиболее общий вид теорет. ВАХ p-n перехода и является основой для любых других более точных описаний физических процессов в переходе. Для прямого напряжения можно пренебречь 1 по сравнению с экспотенциальной составляющей При обратном напряжении порядка 0,1 – 0,2В экспотенциальное выражение в выражении (1) много меньше единицы: На практике ток прямой много меньше тока прямого теоретического

Пробой p-n-перехода. При значит увел. Uобр возн-ет быстр рост Iобр(А). Это явл-е наз-ся пробоем ЭДП. Различают тепловой и эл. пробой, а эл. пробой разд. на лавинный и туннельный. Тепл. пробой возн. за счет интенсивн термогенер-ации носителей в p-n - перех при недопуст увел. t. Процесс развивается лавинообразно, т.к. увел. числа носителей заряда за счет увел. t вызывает рост Iобр и еще > разогрев участка ЭДП. Процесс заканчивается расплавлением этого участка и выходом прибора из строя (участок В-Г). Лав. проб. обусл. лав. размнож носителей в p-n - перех, в рез. ударн. ионизации атомов быстрыми нос. заряда под действием больш Uобр. Лав. проб. (участок А-Б) возн. в толстых p-n - перех где е-ны успевают разогнаться и в тоже время встретится с большим кол-м атомов. Туннельный проб. хар-ся отрывом вал. е-ов от атомов п/п под действ сильного эл. поля. Тун. проб. разв. в тонких p-n-перех, где при небольш Uобр имеет место высокая напряженность поля (участок А-В). Лав. и тунн. пробои явл-ся обратимыми процессами.