Модель полупроводникового диода

Основой полупроводникового диода является переход на границе двух слоев полупроводникового материала с различными типами проводимости. В качестве модели диода можно использовать модель Эберса-Молла для одиночного перехода (рис. 2.8).

Рис. 2.8. Модель полупроводникового диода: С_Д– сумма барьерной и диффузионной емкостей перехода, R_Д– сопротивление утечки, r – объемное сопротивление тела базы, зависящее от геометрических размеров и степени легирования полупроводника, I_Д– управляемый напряжением на переходе источник тока

Ток источника подчиняется закону:

,

где I₀ – ток насыщения перехода, обусловленный тепловой генерацией неосновных носителей в слоях полупроводника, А и М – эмпирические коэффициенты, Т – абсолютная температура.

Данная модель аппроксимирует вольт-амперную характеристику диода (рис. 2.9), кроме области пробоя, являющуюся для большинства диодов нерабочим режимом.

В электрической модели дискретного диода (рис. 2.10) необходимо учесть наличие индуктивностей выводов анода L_А и катода L_К, емкости корпуса и контактов C_К и C_П.

Рис. 2.9. Вольт-амперная характеристика диода

Рис. 2.10. Электрическая модель дискретного диода

Интегральный диод обычно представляет собой полную структуру биполярного транзистора, изолированную от подложки и используемую в диодном включении (рис. 2.11). При этом рабочим является лишь один из переходов.

Рис. 2.11. Варианты представления интегрального диода
через полную структуру биполярного транзистора