Полупроводникового диода

Полупроводниковым диодом называется прибор с одним переходом, имеющий два омических вывода (см. рис. 4а). На рис. 4б приведено условное графическое обозначение (УГО) полупроводникового диода для электрических схем. Одна из областей структуры , называется эмиттером или анодом (данное название используется более часто), другая область , называется базой или катодом.

а) б)

Рис. 4. Структура (а) и условное графическое обозначение (б)

полупроводникового диода

На рис. 5 изображена статическая вольт – амперная характеристика (ВАХ) полупроводникового диода. Здесь же пунктиром показана теоретическая ВАХ электронно-дырочного перехода, определяемая формулой Шоттки:

. (10)

Рис. 5. ВАХ полупроводникового диода (штрихом изображена

теоретическая ВАХ)

Кремниевые диоды имеют существенно меньшее значение обратного тока по сравнению с германиевыми вследствие более низкой концентрации неосновных носителей заряда, поэтому обратная ветвь ВАХ у кремниевых диодов при данном масштабе практически сливается с осью абсцисс.

Одним из наиболее важных параметров является дифференциальное сопротивление диода,представляющее собой отношение приращения напряжения на диоде к вызванному им приращению тока:

.

В том случае, когда обратное напряжение диода превышает определенное критическое значение, наблюдается резкий рост обратного тока (рис. 6). Данное явление называется пробоем диода.

Пробой диода может возникнуть в двух случаях.

1. В результате действия сильного электрического поля в переходе. Такой пробой называется электрическим. Он может быть лавинным - кривая 1, или туннельным - кривая 2 (см. рис. 6).

2. В результате разогрева перехода при протекании тока большого значения и при недостаточном отводе тепла (рис. 6 кривая 3). Такой пробой называется тепловым пробоем.

Рис. 6. Пробой полупроводникового диода

Электрический пробой обратим, т.е. он не приводит к повреждению диода, и при снижении обратного напряжения свойства диода сохраняются. Тепловой пробой является необратимым. Нормальная работа диода в качестве элемента с односторонней проводимостью возможна лишь в режимах, когда обратное напряжение не превышает пробивного значения .