Полупроводниковый диод

Имеет нелинейные свойства.

Прямой ток в десятки мА получается при напряжении десятые доли вольта. Прямое сопротивление порядка десятка Ом. Для более мощных диодов и при таком же малом напряжении - .

Для обратного тока:

;

;

;

Нелинейность на участке 01 объясняется тем, что при увеличении напряжения сопротивление запирающего слоя падает.

12-запирающий слой исчез, остается постоянным собственное сопротивление p и n – областей (прямая зависимость).

Далее с повышением тока сопротивление падает.

Вольтамперная Характеристика диода:

При повышении обратного напряжения обратный ток быстро растет, а затем растет незначительно. Имеют место лавинные движения носителей из-за ударной ионизации. При более высоком обратном напряжении ионы приобретают большую скорость и выбивают из атомов решетки новые электроны, которые в сою очередь выбивают новые. Этот процесс усиливается с повышением напряжения. Далее возникает пробой при некотором напряжении, при котором обратный ток резко возрастает, сопротивление резко уменьшается. Электрические пробои делятся на лавинный и туннельный. Лавинный пробой – пробивное напряжение 10-100 В. Туннельный обусловлен туннельным эффектом. Суть туннельного эффекта: при более, чем напряженности, некоторые электроны проникают через переход без изменения своей энергии. Такие переходы возможны с высокой концентрацией примесей, напряжение соответствующее туннельному пробою порядка одного вольта. Имеются также тепловые пробои. Причина – нарушение теплового режима перехода. Теплота, выделенная обратным током, становится большей, чем отводимая теплота. В результате температура повышается, сопротивление падает, ток растет. Переход перегревается и разрушается. PN-переход обладает емкостью, называемой барьерной:

; ;

Емкость перехода от 1 до 100 пикофарад.

Если обратное напряжение растет, то толщина запирающего слоя растет и емкость уменьшается. При прямом напряжении, диод имеет диффузию, емкость которой линейна и возрастает с повышением прямого напряжения. Диффузионная емкость гораздо больше барьерной.