P-n-переход при обратном включении

Обратным называется такое включение р-n-перехода, при котором происходит повышение потенциального барьера. Для этого плюс источника подключают к n-области, а минус - к р-области (рис.6). Повышение потенциального барьера приводит к понижению тока диффузии (диффузия основных носителей через плоскость ММ затрудняется). В результате чего потоки дырок из p-области в n-область и электронов из n-области в p-область уменьшаются по сравнению с равновесным состоянием. Это приводит к снижению концентраций неосновных носителей заряда не только в запорном слое, но и в прилегающих к нему областях.

Явление обеднения n- и p-областей полупроводника, прилежащих к запорному слою, неосновными носителями при обратном смещении называется экстракцией неосновных носителей.

Рис.6 - Обратное смещение перехода

В результате экстракции неосновные носители заряда из глубины p- и n-областей дрейфуют к запорному слою, однако рекомбинация их с основными носителями не позволяет полностью выровнять концентрацию неосновных носителей у границ запорного слоя и вдали от него. Поэтому по мере удаления от границ запорного слоя концентрации неосновных носителей повышаются. При обратном смещении высота потенциального барьера повышается по сравнению с равновесным состоянием. В результате поток основных носителей, способных преодолеть этот барьер, резко уменьшается. Результирующий ток через p-n-переход направлен в этом случае от n-области к p-области, т.е. совпадает по направлению с током, создаваемым дрейфовыми потоками неосновных носителей. Такой ток называют обратным током p-n-перехода. С возрастанием величины обратного напряжения диффузионные потоки основных носителей уменьшаются, а обратный ток увеличивается. Однако уже при сравнительно небольших обратных напряжениях (около 0,1В) диффузионное движение основных носителей через переход практически полностью прекращается. Начиная с этого момента, обратный ток перехода определяется только дрейфовым движением неосновных носителей и слабо зависит от величины обратного напряжения.

С повышением температуры полупроводника концентрация неосновных носителей повышается, что приводит к увеличению как прямого, так и обратного токов p-n-перехода. ВАХ диода для двух различных значений температуры приводятся на рис.1.5.