Электрический пробой
Рис. 3.13. Характеристика электрического пробоя
|
Электрический пробой возникает за счет лавинообразной генерации свободных носителей непосредственно в области p-n-перехода при воздействии большой напряженности в результате многократной ударной ионизации атомов. Особенностью электрического пробоя является наличие на вольт-амперной характеристике участка с малым дифференциальным сопротивлением (рис. 3.13). Это значит, что в режиме пробоя (при контролируемом ограничении тока)
p-n-переход ведет себя как источник практически постоянного напряжения (DU®0). На основе этого явления разрабатываются специальные элементы – стабилитроны. Отметим, что при узком переходе и высокой напряженности электрического поля возникает и туннельный пробой.
3.8. Математическая модель p-n-перехода
Для учета нелинейных и инерционных свойств p-n-перехода используются достаточно сложные модели. В моделях диодов, используемых в DesignLab 8.0, учитывается более двух десятков параметров.
Для приближенного решения статических задач (без учета инерционности) можно использовать простейшие аппроксимации (кусочно-линейного типа, рис. 3.14) с введением характеристик дифференциальных сопротивлений на участке прямого тока rпр и обратного тока – rобр.
Рис. 3.14. Простейшая аппроксимация вольт-амперной характеристики p-n-перехода
|
Линеаризованная модель p-n-перехода может быть получена путем дифференцирования уравнения ВАХ относительно некоторого режима покоя U0, I0. На основании (3.6) получим
Параметром линеаризованной модели является дифференциальное сопротивление p-n-перехода
При больших прямых токах I 0 >>IS имеем
При обратном включении, когда I 0= – I 0,
.
3.9. Переход металл – полупроводник
Такие переходы, в зависимости от соотношений уровней Ферми в металле и полупроводнике, могут иметь линейный (омический) характер или нелинейный – с преимущественно односторонней проводимостью, как у обычного p-n-перехода. Омические контакты используются в качестве электрических выводов p-n-перехода. Нелинейный контакт металл – полупроводник n-типа замечателен тем, что электроны одного приграничного слоя (например, металла), переходя в n-слой полупроводника, являются для последнего основными носителями (в противоположность тому, что было при переходе электронов из n-слоя в р-слой в p-n-переходе). Это означает, что в нелинейном контакте металл – полупроводник отсутствует процесс накопления и рассасывания неравновесных неосновных носителей, т. е. отсутствует диффузионная емкость. Следствием этого является значительно меньшая инерционность перехода металл-полупроводник. Такие переходы названы переходом Шоттки по имени ученого, предложившего их. Дополнительной особенностью переходов Шоттки является меньшее падение напряжения по сравнению с обычным p-n-переходом, что означает меньшие потери мощности при прямом включении. Единственным недостатком переходов Шоттки является значительно меньшее обратное напряжение, при котором происходит пробой.
Контрольные вопросы и задания
1. Какие критерии положены в основу деления веществ на проводники, полупроводники, диэлектрики?
2. Объясните процесс прохождения тока в собственном и примесном полупроводнике.
3. Какой полупроводник называется примесным и чем объясняется его широкое применение?
4. Что такое дрейф и диффузия носителей в полупроводнике?
5. Дайте определение р-n-перехода/
6. Какое основное свойство р-n-перехода определило его широкое использование?
7. Как образуется переход Шоттки? Чем он отличается от обычного р-n-перехода?
8. Пользуясь справочником [8], расшифруйте обозначения и приведите графическое обозначение следующих диодов: Д231А, 2Д219А, 2Д503А, КЦ103А, 3И101А, 2Г401, 2А503, 2С133Б.
 Рис. 3.15
|
9. Каким типам полупроводниковых диодов соответствуют следующие условные графические обозначения (рис. 3.15)?
10. Объясните физический смысл основных параметров стабилитронов.
Рис. 3.16
|
11. Приведите примеры применения указанных диодов (рис. 3.16).
12. Чем определяется быстродействие диодов?
Дата добавления: 2016-06-22; просмотров: 2575;
Поиск по сайту
Узнать еще
- II. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДИПОЛЬ. ДИПОЛЬНЫЙ МОМЕНТ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЗАРЯДОВ
- Б) амидопирановой пробой
- В. Дизельэлектрический привод
- Двойной электрический слой и электрокинетические явления
- ДВОЙНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СЛОЙ И ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
- Двойной электрический слой. Возникновение скачков потенциалов на границе раздела фаз.
- Диэлектрический шар во внешнем однородном поле
- Железа – электрический конденсатор
Публикации по технике и механике
Публикации по биологии
Публикации по информатике
Публикации по строительству
Публикации по физике
Публикации по химии
Публикации по электронике
Публикации по искусству
Публикации по истории
Публикации по медицине
