Обратная ветвь ВАХ реального p-n перехода

Под обратной ветвью вольтамперной характеристики реального p-n перехода

понимается зависимость обратного тока от значения обратного напряжения: Iобр

= f(Uобр). Данная зависимость приведена на рис.11. Отличие реальной обратной

ветви ВАХ p-n перехода от идеальной состоит в следующем: обратный ток

растет при увеличении обратного напряжения p-n перехода и имеет значение

большее I_о. Это объясняется тем, что в реальном p-n переходе обратный ток

содержит несколько составляющих:

Iобр=I_о+Iт/г+Iу,

где I_о - ток насыщения или тепловой ток; Iт/г - ток термогенерации; Iу - ток

утечки.

Рис.10. Влияние температуры на прямую ветвь ВАХ p-n перехода:

1 – Т₁=+20°С; 2 – Т₂=+50°С

Следует отметить, что обратный ток кремниевых p-n переходов много меньше обратного тока германиевых p-n переходов. Это связано с различием ширины запрещенной зоны: DWз _Ge=0,72 эВ; DWз _Si=1,12 эВ. Обратный ток определяется в основном неосновными носителями заряда, имеющими место в примесном полупроводнике. Так, например, в полупроводнике n-типа это дырки – p_n, которые определяются в соответствии с законом действующих масс: p_n = n_i²/n_n » n_i²/Nд. Известно, что n_{i Ge}»10¹³см^-3, а n_{i Si}»10¹⁰см^-3 и при равной концентрации примеси получаем, что концентрация неосновных носителей заряда в кремниевом полупроводнике на шесть порядков меньше, чем в германиевом примесном полупроводнике, а это приводит к значительной разнице значений обратного

Рис.11. Обратная ветвь ВАХ реального p-n перехода

Обратный ток германиевого p-n перехода включает составляющие: Iобр_Ge »

» Iо +Iу ,а обратный ток кремниевого p-n перехода - Iобр_Si » Iт/г+Iу . Для германиевых p-n переходов обратный ток в основном определяется током насыщения и имеет величину десятки микроампер. Ток термогенерации у них мал и им обычно пренебрегают. Незначительный наклон обратной ветви ВАХ германиевых p-n переходов обусловлен током утечки.Обратный ток кремниевого p-n перехода примерно на три, четыре порядка меньше обратного тока германиевого перехода. Объясняется это тем, что ширина запрещенной зоны у кремния больше, чем у германия, а концентрация неосновных носителей заряда оказывается на шесть порядков ниже. Поэтому ток I_о в кремниевом p-n переходе пренебрежимо мал, а ток термогенерации невелик из-за малого объема p-n перехода, ток утечки при современной технологии изготовления p-n перехода имеет незначительную величину. Отсюда в целом обратный ток кремниевого p-n перехода имеет небольшое значение.