Глава 6. Полупроводниковые приборы установившемся состоянии диффузионный ток будет равен дрейфо- вому току. Пусть к р-и-переходу подключен источник небольшого постоянно-
го напряжения, причем плюс этого напряжения прикладывается к р-
области (рис. 1). Электрическое поле, создаваемое этим источником,
накладывается на внутреннее поле в р-и-переходе, созданное ионами
примесей. Результирующее поле в переходе у м е н ь ш а е т с я . Возни-
кает дополнительная диффузия основных носителей заряда. Диффу-
зионный ток через переход становится больше дрейфового. Причем,
чем больше прикладываемое напряжение, тем больше диффузионный
ток через переход. Напряжение, при котором ток через р-и-переход
быстро увеличивается, называется прямым (открывающим) напряже-
нием. Возникающий при этом большой ток называется прямым то-
ком (рис. 2). Сопротивление р-и-перехода при подаче прямого напря-
жения резко уменьшается.
Рис. 2
Подключим к р-и-переходу источник постоянного напряжения, так
чтобы минус этого напряжения прикладывался кр-области. Дополни-
тельное электрическое поле, создаваемое источником, складывается с
внутренним полем в /(-«-переходе. Результирующее поле в переходе
увеличивается. Диффузия основных носителей заряда уменьшается, а
при дальнейшем увеличении приложенного напряжения почти полно-
стью прекращается. Дрейфовый ток через переход незначительно уве-
личивается и становится больше диффузионного. Однако сопротивле-
ние перехода протекающему току остается увеличенным, так как
концентрация неосновных носителей в полупроводнике мала и
дрейфовый ток при прочих равных условиях много меньше прямого
тока. Поданное напряжение называется обратным (запирающим или
закрывающим) напряжением, а возникающий при этом небольшой
ток называют обратным током (рис. 2).
6.1.
Электронно-дырочный переход и
полупроводниковые диоды
Теоретическая
зависимость тока i через переход при
подаче на-
пряжения
и имеет вид
<
= / 0
(е
у
"-1),
(1)
где
/о — обратный ток перехода при большом
обратном напряжении,
обусловленный
небольшим дрейфовым током, у - -
коэффициент,
равный
примерно 39 1/В. За положительное
направление тока i и со-
гласованного
с током направления напряжения и принято
направление
прямого
тока диода.
Вольт-амперная
характеристика (ВАХ) перехода, построенная
в
соответствии с (1), представлена на рис. 2. Из анализа ВАХ следует
основное свойство р-п-перехода — односторонняя проводимость. При
подаче прямого напряжения ток через переход возрастает по экспо-
ненциальному закону. Обратный ток, возникающий при обратном на-
пряжении, значительно меньше прямого и слабо зависит от величины
обратного напряжения. При подаче на переход переменного напряже-
ния через переход будет протекать в основном прямой ток. Поэтому р-
и-переход называют выпрямляющим переходом.
Наличие в /7-и-переходе и в областях, прилегающих к нему, заря-
дов: ионов, электронов и дырок, свидетельствует о том, что переход
обладает емкостью. Различают барьерную и диффузионную емкости.
Барьерная емкость обусловлена наличием в обедненном слое про-
тивоположно заряженных ионов примесей (рис. 1). Два слоя положи-
тельно и отрицательно заряженных ионов соответствуют двум заря-
женным "пластинам" конденсатора. Барьерная емкость играет
основную роль при подаче обратного напряжения. При увеличении
обратного напряжения основные носители зарядов оттесняются в
глубь полупроводника электрическим полем р-и-перехода. При этом
увеличивается ширина / перехода и увеличивается среднее расстояние
между "пластинами" конденсатора. Барьерная емкость уменьшается.
Зависимость барьерной емкости для малых переменных токов от об-
ратного напряжения «06Р описывается выражением
где С0 — начальное значение барьерной емкости при и^ = 0; X — ко-
эффициент, равный '/2 ... '/3; ф* — контактная разность потенциалов.
