ВАХ полупроводникового диода. Выпрямительные диоды. Схемы включения транзистора. Системы малосигнальных параметров биполярных транзисторов. Динамические характеристики биполярных транзисторов. Импульсный режим работы БТ (ключевой режим)

Превышение обратного напряжения величины  U_{o6p max}приводит к резкому

увеличению обратного тока, т.е. происходит резкое уменьшение сопротивления p-n-перехода.

Это явление называется пробоем p-n-перехода, а соответствую­щее ему напряжение — напряжением пробоя.

Различают электрический и тепловой пробой.

 Электрический пробой. При движении через p-n-переход под дейст­вием электрического поля неосновные носите­ли заряда приобретают достаточную энергию для ионизации атомов решетки. Пройдя через p-n-переход и двигаясь с большой скоростью внутри полупроводника,

электроны сталкива­ются с нейтральными атомами и ионизируют их.

 В результате ударной ионизации появляются новые свободные электроны и дырки, которые в свою очередь, разго­няются полем и создают возрастающее количество носителей тока.

Этот процесс носит лавинообразный характер и приводит к значительному увеличе­нию обратного тока при постоянном обратном напряжении (лавинный пробой).

Если переход тонкий, то обратное напряжение на диоде создает напряженность поля достаточную для возникновения туннельного пробоя, когда валентные электроны “вырываются“ из атомов обедненной зоны перехода, при этом ток также резко возрастает.

Лавинный пробой (пробой Аваланчи) обычно развивается в достаточно широких p-n-переходах. Напряжение стабилизации > 5-6В.

В тонких р-n-переходах при большой напряженности электрического поля развивается туннельный пробой (пробой Зенера). Напряжение стабилизации < 5В.

Электрический пробой обратим, первоначальные свойства p-n-перехода полностью восстанавливаются, если от­ключить источник э.д.с. от диода. Электрический пробой используют в качестве рабочего режима в диодах- стабилитронах.

Если температура p-n-перехода возрастает в результате его нагрева обратным током и недостаточного теплоотвода, то усиливается процесс генерации пар носителей заряда. Это приводит к дальнейшему нагреву р-n-перехода и увеличению обратного тока, что может вызвать разрушение перехо­да. Такой процесс называется тепловым пробоем. Т.е, что допустимое обратное напряжение на переходе зависит от условий теплоотвода.

 Тепловой пробой необратим, поэтому этот режим недопустим при эксплуатации полу­проводниковых приборов.

1.5 Дифференциальное сопротивление p-n перехода

Анализ ВАХ p-n-перехода позволяет рассматривать его как нелинейный эле­мент, сопротивление которого меняется в зависимости от величины и полярно­сти приложенного напряжения.

Дифференциальное сопротивление используется для анализа работы п/п прибора при малом сигнале u(t)=u.sinwt. К диоду также приложено постоянное напряжение смещения U₌. Т.е к диоду приложено суммарное напряжение

                                U(t)=U₌+u(t),

причем  U₌>> u, поэтому режим работы диода (рабочая точка на ВАХ) определяется U₌,

а дифференциальное сопротивление

                               r_дифф=dU/dI ~ dU₌/dI

Примерная зависимость сопротивления диода от полярности приложенного напряжения показана на рис.1.2

Рис.1.2 Зависимость сопротивления диода от полярности приложенного напряжения

При увеличении и_пр сопротивление p-n-перехода уменьшается