овий струм є важливим параметром pn - переходу. Його значення пропорційно рівноважної концентрації неосновних носіїв в нейтральних областях.
I 0 - сильно знижується із зростанням ширини забороненої зони і збільшення концентрації носіїв.
Пробій pn-переходу. Існують види електричного пробою: лавинний, тунельний, теплової, поверхневий.
Лавинний пробій викликається ударної іонізацією атомів кристалічної решітки в збідненим шарі при зворотному включенні.
При Uобр струм створюється дрейфовим рухом неосновних носіїв, що приходять з нейтральних областей. Ці носії прискорюються в збідненим шарі, набувають кінетичну енергію, достатню для того, щоб при зіткненні з нейтральними атомом ПП провести їх іонізацію, тобто з'являються пари електрон-дірка. Знову утворилися носії будуть прискорюватися полем і викликають додаткову іонізацію і при певному значенні Uобр = Uпроб процес стає лавиноподібним, що призводить до різкого збільшення зворотного струму. p align="justify"> Значення Uобр залежить від ширини замикаючого шару, чим ширше, тим Uпробоя більше, так як необхідно повідомити велику енергію носіям.
Uобр залежить від температури і типу напівпровідника. Для pn - переходів, зроблених на базі кремнію Uпроб зростає з підвищенням температури, оскільки зменшується довжина вільного пробігу носіїв і для повідомлення носіям необхідної енергії потрібна велика напруженість. p align="justify"> Тунельний пробій. Виникає, коли напруженість поля в збідненим шарі зростає настільки (Е? В/м), що проявляється тунельний ефект - перехід електронів крізь бар'єр без зміни енергії. Ефект спостерігається у вузьких переходах (порядку мкм), а для цього потрібна велика концентрація домішки (більше ) Тунельний ефект виникає як при прямому так і при зворотному включенні.
При Uобр виникає ефект за рахунок переходу валентних електронів з валентної зони р-області без зміни енергії на вільний рівень у зону провідності n-області.
З підвищенням температури U пробою зменшується (негативний коефіцієнт) за деякого зменшення ширини забороненої зони (висоти бар'єру).
Експериментально встановлено, що при концентрації домішки (менше ) напруга лавинного пробою нижче, ніж тунельного, тобто буде лавинний пробій.
Для високих концентрацій (більше ) напруга лавинного пробою вище, ніж тунельного, і відбувається тунельний пробій.
При середніх концентраціях носіїв крутизна ВАХ зворотного гілки з тунельним пробоєм менше, ніж при лавинному. Пробій пояснюється обома механізмами і механізм переважання визначається за знаком температурного коефіцієнта. p align="justify"> Тепловий пробій відбувається за рахунок зворотного струму, так як протікаючи через перехід виділяється потужність вигляді тепла, яка викликає розігрів pn - переходу та прилеглих до нього областей ПП і подальше зростання струму.
відводиться потужності за рахунок теплопровідності і подальшого розсіяння теплоти в навколишнє середовище пропорційна перегріву pn - переходу.
Ротвода = (Т - Токр)/R т,
де Т-Токр - різниця температур переходу Т і Т навколишнього середовища
Rт - тепловий опір ділянки перехід - навколишнє середовище.
Після включення, через деякий час, встановлюється теплова рівновага - баланс потужностей виділеної і відводиться.
При порушенні балансу настає пробій, що призводить до руйнування pn - переходу, за рахунок перегріву.
Поверхневий пробою (струм витоку) виникає через забруднень поверхні ПП і наявності поверхневих зарядів між pn - областями, що призводить освіти струмопровідні плівки і канали. Iутечкі збільшується зі збільшенням Uобр і може перевищити тепловий струм (I 0 ) і струм генерації (Iген)
Для зменшення Iутечкі застосовують захисні покриття. Від температури Iутечкі залежить слабо. p align="justify"> Залежність прямого струму діода від матеріалу і площі переходу.
В
Малюнок 5.16 - Залежність прямого струму від матеріалу і площі переходу
Із збільшенням площі (S) прямий струм зростає, характеристика струму йде крутіше. Початкова ділянка прямої гілки ВАХ залежить від матеріалу. Для кремнієвих діодів характерний більш різкий перехід від пологого початкової ділянки до області, де виявляються осо...
