(495)510-98-15
Меню
Главная »  Классификация электронных систем 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 [ 15 ] 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184

дырочный ток, связана с напряжением на р-я-переходе равенством [4]

Р„(0) = Р„Л (1.15а)

аналогично граничная концентрация электронов в эмиттере

прф) = Прг. (1.15б)

Если рп(0) р(о) (как это часто имеет место), то электронной составляющей тока в приближенных расчетах можно пренебречь.

Благодаря высоким значениям градиента концентраций основных носителей у германиевых и кремниевых вентилей достигаются весьма высокие значения плотности прямого тока (у германиевых - в пределах 20-40 а/см2, а у кремниевых - в пределах 60-80 а/см2). Это является одним из существенных их преимуществ.

При переходе от плотности тока к полному току необходимо в качестве множителя вводить рабочую поверхность 5 перехода.

Когда к диоду подведено отрицательное (обратное) напряжение Ub (рис. 1.16, г), отрицательный потенциальный барьер возрастает на величину Ub. При этом увеличивается ширина р- -перехода (рис. 1.16, д). Сквозные составляющие диффузионных потоков снижаются при этом до нуля, а потоки неосновных носителей достигают предельных значений. Неосновные носители и определяют обратный ток в диоде. Плотность его, как это следует из (1.15), приводит при подстановке в него величины - Uь к равенству

h = h- (1-16)

Этого значения обратный ток достигает при обратных напряжениях, не превышающих десятые доли вольта, и должен был бы теоретически перестать расти. В действительности же обратный ток медленно нарастает с увеличением напряжения, а при достижении некоторого предельного значения обратный ток быстро нарастает. Медленное увеличение обратного тока обусловлено наличием тока утечки по поверхности диода на участке р- -пере-хода, а также носителями, генерируемыми в самом переходе и уносимыми полем до их рекомбинации (генерационная составляющая обратного тока)

По формулам (1.15) и (1.16) может быть построена теоретическая вольт-амперная характеристика полупроводникового диода (рис. 1.17, а). Эта характеристика имеет две ветви: расположенную в первом квадранте, соответствующую проводящему направлению в вентиле (прямому току в нем), и расположенную в третьем квадранте, соответствующую непроводящему направлению (обратному току в вентиле)

Экспериментальные характеристики, снятые у германиевых и кремниевых вентилей, приведены на рис. 1.17, б. Масштабы для




1.17. Вольт-амперные характеристики полупроводниковых диодов:

а - теоретическая; б.- реальные характеристики германиевого и кремниевого диодов (вентилей)

прямых и обратных токов здесь различны в связи с разным порядком их величин.

Как видно из приведенных характеристик, обратные токи относительно мало изменяются до приближения к предельному значению, называемому пробивным £/про3. После {/ роб быстрое возрастание обратного тока объясняется повышением концентрации неосновных носителей с Р? i у g ростом температуры в переходе в связи с увеличением теряемой в нем мощности, а также возникающим при больших обратных напряжениях лавинообразным размножением носителей в р-я-переходе. Такое размножение возникает благодаря процессу ионизации атомов кристалла электронами высоких энергий. Какой из этих двух факторов превалирует и приводит к тепловому или электрическому пробою, зависит от материала диода и условий его работы.

По отношению к £/пр0б нормируется с необходимым запасом максимальное допустимое значение обратного напряжения у вентилей Ubmax.

Допустимое среднее значение прямого тока Уа лимитируется в диоде допустимым нагревом перехода, в котором теряется наибольшая доля внутренней мощности. Результирующий нагрев перехода зависит не только от потерь мощности, обусловленных прямым током, но и от потерь мощности в непроводящую часть периода.

Особенностью полупроводниковых приборов, и в том числе диодов, является достаточно высокая зависимость их характеристик и параметров от температуры. У германиевых диодов эта зависимость иллюстрируется характеристиками рис. 1.18, с. Наблюдаемое увеличение обратного тока с повышением температуры, связанное с ростом концентрации неосновных носителей, подчиняется примерно закону экспоненты. Снижение прямого падения напря-


Рис. 1.18. Влияние температуры на вольт-амперную характеристику германиевого диода (вентиля)



жения в вентиле с ростом температуры объясняется увеличением концентрации неосновных носителей рп0 и яр0, определяющих множитель is в (1.15).

Обратный ток в кремниевых вентилях на несколько порядков меньше, чем у германиевых. Это является одним из существенных преимуществ кремниевых вентилей. Другими их преимуществами являются более высокие допускаемые температуры окружающей среды (135-150° С против 50-60° С у германиевых вентилей) и более высокие допускаемые значения обратного напряжения (800- 1200 в против 500-600 в у германиевых вентилей).

Германий п-типа.

Контактна электроаы

Германий с примесь w индия


Кремнии п-типа

r3dnupaffu[u¥ слою 1а-


Кремний с примесью алюминия


Рис. 1.19. Структурные схемы германиевого (а) и кремниевого (б) вентилей и конструктивный разрез кремниевого вентиля (е):

/ - кристалл кремния с р-л-переходом; 2 - контактный вывод от р-слоя кристалла

Конструктивное выполнение германиевых и кремниевых вентилей иллюстрируют структурные схемы рис. 1.19, а и б.

В качестве исходного материала германиевых диодов (рис. 1.19, а) обычно выбирают германий /г-типа, получаемый внесением в предварительно очищенный от случайных примесей кристалл определенной весовой доли сурьмы или мышьяка. Второй р-слой в кристалле создается внесением атомов акцепторной примеси путем сплавления с элементом третьей группы (обычно с индием) или диффузией атомов такой примеси в исходный кристалл.

При сплавлении и последующей рекристаллизации в слое п германия остаются атомы индия в концентрации, значительно превышающей концентрацию донорных атомов.

Для присоединения к внешней цепи у р-я-слоев создаются омические контакты, к которым присоединяются выводы.

У кремниевого вентиля (рис. 1.19, б) исходным материалом служит кремний обычно п-типа. Слой р-типа создается в нем сплавле-



Информация о стоимости - казань.окна.рф - цены на пластиковые окна.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 [ 15 ] 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184



© 2018 ООО "Стрим-Лазер": Лазерная гравировка.
Все права нотариально заверены. Копирование запрещено.