Вольтамперная характеристика P-N перехода.

Способность вещества проводить ток обычно оценивают сопротивлением R или проводимостью Q. В случае P-N перехода пользоваться этими параметрами было бы неудобно, так как и сопротивление, а следовательно и проводимость сами сильно зависят от приложенного напряжения и от тока (хота такие характеристики можно построить и закон ома для них справедлив; просто сопротивление становится не числом а функцией). Поэтому пользуются прямой зависимостью тока от напряжения, которая называется вольтамперная характеристика.

Для вольтамперной характеристики P-N перехода имеется математическое выражение полученное на основе уравнений квантовой физики [ 3 ] [ 4 ]. Вывод данного уравнения не входит в программу заочного обучения, однако его можно найти в указанных источниках.

В общем виде оно выглядит следующим образом:

4.1

где

I – ток через переход;

I₀ – тепловой ток, вызванный неосновными носителями. Его иногда называют обратным током насыщения;

U- приложенное к переходу напряжение;

е,q_е – заряд электрона (q_e=1,6*10^-19Кл);

е во втором варианте формулы – основание натурального логорифма (2,73);

k- постоянная Больцмана (к=1,38*10^-23Дж/⁰К);

Т- абсолютная температура;

m – коэффициент, зависящий от типа полупроводника (для кремния m=2).

Данное выражение определяет кривую - экспоненту с положительным показателем. Вольтамперная характеристика диода приведена на рис. 3.7.

Из рис. 3.7. видно, что обратная ветвь ВАХ, лежащая в III квадранте системы координат, идет практически по оси абсцисс. Поэтому, для более наглядного представления прямой и обратной ветвей обычно устанавливают неодинаковые масштабы отрицательной и положительной части оси:

-