Напівпровідникові діоди

Напівпровідниковим діодом називають напівпровідниковий прилад з двома виводами (приставка «ді-» означає два) і одним р-я-переходом.

За функціональним призначенням, принципом освіти р-п-переходу і використання тих чи інших його властивостей діоди діляться на випрямні, стабілітрони, імпульсні, діоди Шотткі, фотодіоди, світлодіоди і т.п. Один з варіантів конструкції та умовне позначення діода наведені на рис. 1.4, а, 6. Висновок від р-області називають анодом, а від я-області – катодом. Вольт-амперна характеристика напівпровідникового діода, тобто залежність протікає через діод струму від прикладеної до нього напруги, визначається вольт-амперної характеристикою р-я-переходу (рис. 1.4, в). При подачі до діода прямої напруги діод відкритий і пропускає прямий струм, при цьому падіння напруги на діод становить десяті частки вольт. При подачі зворотної напруги діод замкнений, і якщо воно не досягає значення через діод протікає зневажливо малий зворотний струм / 0 (/ ін та / обр на рис. 1.4, в показані в різних масштабах). При подачі зворотної напруги, що перевищує значення настає пробій р-я-переходу, при якому зворотний струм різко зростає.

Розрізняють два види пробою: електричний (оборотний) і тепловий (необоротний, що виводить напівпровідниковий діод з ладу). Під впливом сильного електричного поля електрони звільняються від ковалентних зв’язків і отримують енергію, достатню для подолання високого потенційного бар’єру. Рухаючись з великою швидкістю в р-я-переході, електрони стикаються з нейтральними атомами і іонізують їх, в результаті чого з’являються нові вільні електрони і дірки. Цей лавиноподібний процес призводить до різкого збільшення зворотного струму, тобто до електричного пробою р-я-переходу. Якщо зворотний струм обмежувати, то після зняття високого зворотної напруги р-я-перехід відновлюється. Якщо ж зворотний струм не обмежувати, то електричний пробій перейде в тепловій, при якому за рахунок розігріву р-п-переходу відбувається енергійна генерація пар «вільний електрон-дірка», що приводить до різкого збільшення зворотного струму. Збільшення струму призводить до ще більшого розігрівання р-п-переходу і, значить, до подальшої генерації носіїв. Процес наростає лавиноподібно і приводить до висновку діода з ладу.

Посилання на основну публікацію