Температурные свойства p-n-перехода

Уравнение (1.1) содержит температурно-зависимые параметры - I₀ и j _t.

I₀ - тепловой ток, или ток насыщения. Для идеального перехода I₀ определяет величину обратного тока, а в реальных переходах I₀ намного меньше обратного тока. Ток I_осильно зависит от температуры (рис. 1.1): даже незначительные изменения температуры приводят к изменению I_о на
несколько порядков.

Максимально допустимое увеличение обратного тока диода определяет максимально допустимую температуру для него, которая составляет
80-100 ^оС для германиевых диодов и 150-200 ^оС для кремниевых.

Минимально допустимая температура для диодов обычно лежит в пределах от 60 до -70^оС.

У германиевых переходов ток I₀ на шесть порядков больше, чем у кремниевых, поэтому при одинаковых условиях у них прямые напряжения на
0,35 В меньше и в зависимости от режима составляют 0,25-0,15 В (напряжение отпирания у германиевых переходов при повышении температуры вырождается почти в "0").

На рис. 1.1 прямая ветвь характеристики, снятая при 70 ^оС, сместилась влево: с повышением температуры вступает в силу собственная проводимость полупроводника, число носителей увеличивается, так как усиливается процесс термогенерации. Обратная же ветвь ВАХ (рис. 1.1) смещается вправо, то есть с повышением температуры до +70 ^оС электрический пробой в переходе наступает раньше, чем при температуре +20 ^оС. При увеличении обратного напряжения к тепловому току добавляется ток термогенерации. В сумме эти два тока образуют через обратносмещенный переход обратный ток I_обр. При изменении температуры новое значение обратного тока можно оп-
ределить из соотношения

(2.9)

где I_обр.20 ^о_С - значение обратного тока при температуре не выше 27 ^оС (берется из справочной литературы);

А - коэффициент материала, из которого выполнен полупроводниковый прибор (А_{германия} = 2, А_{кремния} = 2,5);

j _t - температурный потенциал, который при комнатной температуре равен 0,025 В, а при другой температуре j _t можно определить по формуле

(2.10)

Таким образом, при увеличении температуры обратный ток насыщения увеличивается примерно в два раза у германиевых и в два с половиной раза у кремниевых диодов (1.5).