Тепловий пробій з’являється внаслідок перегріву переходу, коли кількість тепла, яке виділяється на ньому, не може бути розсіяне в межах допустимих температур. Зростання тепловиділення обумовлене тим, що з ростом зворотньої напруги починається інтенсивна генерація носіїв в переході, яка приводить до зростання величини зворотнього струму і, відповідно, температури. Неоднорідність напівпровідникової структури приводить до появи ділянок локального перегріву переходу, внаслідок чого має місце незворотнє його пошкодження. Тепловий пробій може наступити внаслідок зниження якості відводу тепла при напругах, менших тих, що вказані в паспортних даних на прилад. Тепловий пробій часто може бути наслідком попередньої дії інших видів пробою. Вигляд зворотньої ВАХ з тепловим пробоєм приводиться на рис. 3.4 (крива 1). Тепловий пробій здебільшого має місце в широких переходах, які створюються в структурах з невисокою концентрацією основних носіїв.
Лавинний пробій має місце в переходах, в яких появляється висока напруженість електричного поля, обумовлена дією зворотньої напруги. Вона дозволяє прискорювати частину носіїв, що рухаються через перехід, до досить високих швидкостей. Якщо ширина переходу перевищує довжину вільного пробігу, то мають місце обов’язкові зіткнення вільних носіїв з атомами переходу. Тому при зустрічі їх з атомами має місце іонізація останніх. В результаті в переході створюється пара електрон-дірка, які також можуть внаслідок високої напруженості електричного поля іонізувати атома переходу. Внаслідок цього має місце лавинне розмноження носіїв і, як результат, значне зростання величини зворотнього струму. При лавинній іонізації напруга, що прикладається до переходу, змінюється в малих межах і називається напругою пробою Uпроб. На рис. 3.4 лінія 2 характеризує ВАХ з лавинним пробоєм.
Якщо висока напруженість електричного поля створюється в вузьких переходах, то з’являється можливість відриву валентних електронів від атомів кришталевої решітки под дією сильного електричного поля. Створені при цьому допоміжні носії приводять до значного зростання зворотнього струму. Напруга тунельного пробою нижче напруги лавинного пробою і змінюється в досить вузьких межах, оскільки незначне зростання зворотньої напруги буде приводити до значного зростання зворотнього струму. Тому зворотні гілки ВАХ як при лавинному, так і при тунельному пробоях мають практично вертикальні ділянки. При значних зворотніх струмах лавинний і тунельний пробої приводять до теплового пробою. ВАХ з тунельним пробоєм відповідає лінія 3 на рис. 3.4.
3.3. Загальна характеристика типів переходів
Широкий діапазон технічних характеристик, які вимагає промисловість, обумовили дослідження і використання інших типів переходів. Це переходи на основі напівпровідників одного типу з різними концентраціями, переходи на основі домішкових і чистих напівпровідників, переходи між провідником і металом. В загальному плані перехід, який створений напівпровідниками з різною шириною забороненої зони, називається гетеропереходом.
В умовних позначеннях таких переходів перша буква позначає тип провідності напівпровідника з більш вузькою забороненою зоною.
В практиці використовуються переходи, які створюються з використанням напівпровідника з власною провідністю (і) (р-і переходи). Несиметричні переходи, які будуються на основі однотипних структур, одна з яких має концентрацію основних носіїв значно більшу, ніж інша, мають умовні позначення n+-n, або р+-р переходи. В структурах з власною провідністю, по аналогії з p-n структурами, переходи створюються завдяки появі дифузійного струму через межу розділу з-за різниці концентрацій носіїв і створенню нескомпенсованих об’ємних зарядів по обидві сторони межі розділу. Але різниця потенціалів, створена в таких структурах, буде значно нижчою, порівняно з р-n переходами, а розміри іонізованих областей, що створені по обидві сторони межі розділу, значно більші.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.