ВОЛЬТ-АМПЕРНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА (ВАХ) ДИОДА

 

График зависимости тока, проходящего через диод, от приложенного напряже­ния называется ВАХдиода.

ВАХ диода описывается уравнением:

где Io – ток насыщения; UД – напряжение на р-п-переходе; φТ – тепловой потенциал, равный контактной разности потенциалов, при Т=300 К φТ =0,025 В.

 

Статическая ВАХ реального диода, которая описывается вышеприведенным выражением имеет вид, приведенный на рисунке ниже (Т2):

 

По мере увеличения прямого напряжения Uпрна р-п-переходе прямой ток Iпр диода резко возрастает.

Поэтому даже незначи- тельное изменение прямого напряжения Uпрприводит к зна­чительному изменению прямого тока Iпр, что затрудняет задание требуемо- го значения тока Iпр с помощью напряжения Uпр.

Поэтому для р-п-переходов характерен режим заданого тока Iпр.

 

В реальном полупроводниковом кристалле всегда есть нарушения кристаллической решетки и различные загрязнения, поэтому при приложении к р-п-переходу обратного напряжения Uобрр-области “–”, а к п-области “+”) в нем происходят различные процессы, образующие ток генерации Iген и ток утечки Iут.

Для кремниевых диодов Iобр= Iген + Iут.

Для германиевых диодов обратным током является тепловой ток Iобр=IТ, поэтому германиевый диод больше подвержен температурным изменениям. Iобргерманиевого диода превышает значения обратных токов кремниевых диодов на несколько порядков.

 

В определенный момент напряжение Uобр (см. ВАХ диода) достигает значения Uпроб, и начинается лавинообразный процесс нарастания Iобр, что соответствует электрическому пробою р-п-перехода (отрезок АВ). Если в этот момент не ограничить величинуUобр, то электрический пробой переходит в тепловой (участок ВАХ после точки В).

 

Электрический пробой обратим, т.е после умеьшения напряжения Uобр работа диода соответствует пологому участку обратной ветви ВАХ. Тепловой пробой – необратимыйпроцесс, т.к. разрушает кристаллическую решетку ПП.

Тепловой пробой обусловлен ростом числа носителей в р-п-переходе. При некотором значении Uпроб мощность, выделяющаяся в диоде Р=UобрIобр, не успевает отводиться, что ведет к увеличению температуры перехода и, соответственно, увеличению носителей зарядов, что равносильно увеличению Iобр. В результате диод разрушается вследствие перегрева. Для германиевых диодов вероятность теплового пробоя выше. Поэтому максимальная рабочая температура окружающей среды для кремниевых диодов 150…200 оС, а для германиевых – 75...90 оС.

 

Прямой ток диода также зависит от температуры окружающей среды, хотя и не в такой степени, как обратный ток. Характер изменения прямой ветви показан на ВАХ, Т12, где Т2 =300 К (27оС – комнатная температура).

Степень температурной зависимости прямой ветви ВАХ диода оценивают температурным коэффициентом напряжения (ТКН):

ТКН= .

ТКН показывает относительное изменение прямого напряжения за счет изменения температуры на 1 К при некотором значении тока Iпр.

 

 








Дата добавления: 2015-06-12; просмотров: 2698;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.004 сек.