Инструменты пользователя

Инструменты сайта


examination:elt:question36

Вопрос №36. Полупроводниковые диоды. Устройство, условное графическое изображение и ВАХ полупроводникового диода. Лавинный и туннельный пробой

Общие сведения

Полупроводниковый диод представляет собой полупроводниковый кристалл с двумя слоями проводимости, помещенный в корпус и снабженный двумя выводами для подключения внешних цепей.

FIXME (тут можно дополнить)

Условное графическое изображение диода


Диод имеет 2 вывода: анод (p-область) и катод (n-область).

FIXME (тут тоже)

ВАХ (вольт-амперная характеристика) диода


В ВАХ диода можно выделить 2 ветви: прямую и обратную.

При увеличении напряжения прямого смещения p-n переход обогащается основными носителями, его сопротивление падает, и прямой ток возрастает по экспоненциальной зависимости. У германиевого диода при напряжении в 0.5В ток составляет 0.3А.

Превышение прямым током установленных для данного диода и определенного температурой(?) значения приводит к выходу диода из строя.

Обратная ветвь ВАХ диода содержит 4 участка.

На первом участке происходит увеличение обратного тока за счет снижения тока диффузии до нуля.

Участок 2 характеризуется незначительной зависимостью тока от напряжения, связанной в основном с увеличением токов утечки.

При значительном увеличении обратного напряжения энергия движущихся в pn-переходе неосновных носителей становится настолько большой, что её оказывается достаточно для перевода электронов атомов вещества с валентного энергетического уровня на уровень проводимости.

Ставшие свободными, носители заряда также разгоняются в электрическом поле и ионизируют другие атомы вещества. Процесс увеличения числа носителей происходит лавинообразно. Ток через pn-переход резко возрастает (участок 3 ВАХ).

Лавинный, туннельный пробои

Описанное явление называется лавинным пробоем pn-перехода. Если снять приложенное к диоду обратное напряжение, pn-переход восстановится, и диод будет пригоден к дальнейшему использованию.

К обратимым пробоям pn-перехода относят также туннельный пробой. Его природа заключается в том, что под действием сильного электрического поля валентные электроны отрываются и становятся свободными носителями заряда.

Если при лавинном пробое обратный ток диода достигает недопустимо большой величины, температура pn-перехода увеличивается, что ведет к интенсивной термогенерации неосновных носителей и дальнейшему увеличению тока.

Этот процесс также происходит лавинообразно и приводит к расплавлению pn-перехода и выходу диода из строя.

examination/elt/question36.txt · Последние изменения: 2014/01/15 12:16 (внешнее изменение)