Составители:
Рубрика:
14
2. 2 . Виды пробоя в диодах
Различают два основных вида пробоя электронно-дырочного перехода:
электрический и тепловой. В обоих случаях резкий рост тока связан с увеличе-
нием числа носителей заряда в переходе. При электрическом пробое число но-
сителей заряда в переходе возрастает под действием сильного электрического
поля и ударной ионизации атомов решетки, при тепловом пробое — за счет тер-
мической ионизации атомов.
Электрический пробой. Обычно длина свободного пробега электрона
в полупроводнике значительно меньше толщины электронно-дырочного пере-
хода. Если за время свободного пробега электроны успевают набрать достаточ-
ную энергию, то возникает ударная ионизация атомов электронами. Поскольку
скорость электронов, определяющая их энергию, зависит от напряженности
электрического поля: V
n
=μ
n
E. Для ударной ионизации необходима определен-
ная величина этой напряженности. В германиевом переходе она составляет
80 … 120 кВ/см.
В результате ударной ионизации наступает лавинное размножение носи-
телей заряда. Величина напряжения пробоя U
л
зависит от рода материала, его
удельного сопротивления ρ и типа перехода. Когда приложенное напряжение U
приближается к напряжению пробоя U
л
, коэффициент размножения носителей
резко возрастает, растет число носителей заряда в переходе, сильно увеличива-
ется ток через переход, наступает лавинный пробой.
Влияние электрического поля на пробой диода заключается в том, что,
воздействуя на атомы кристаллической решетки, оно повышает энергию ва-
лентных электронов и облегчает их переброс в зону проводимости. При значи-
тельных напряженностях электрического поля (порядка 200 кВ/см) возможен
туннельный пробой, обусловленный прямым переходом электронов из валент-
ной зоны в зону проводимости смежной области, происходящим без изменения
энергии электрона (туннельный эффект).
Практически при электрическом пробое могут иметь место в той или
иной степени одновременно оба вида пробоя — туннельный и лавинный.
Вольт-амперная характеристика диода при электрическом пробое соответствует
кривой а на рис. 2.4.
Величина напряжения пробоя существенно зависит от состояния поверх-
ности перехода, где могут образовываться заряды того или иного знака, кото-
рые уменьшают или увеличивают результирующую напряженность поля у по-
верхности по сравнению с ее значением в объеме. В неблагоприятном случае
напряжение пробоя по поверхности может быть в несколько раз ниже, чем по
объему. Это еще раз подчеркивает важность стабилизации свойств поверхности
полупроводника, защиты ее от воздействия окружающей среды.
Тепловой пробой. Тепловой пробой диода возникает вследствие пере-
грева перехода проходящим через него током при недостаточном теплоотводе,
не обеспечивающим устойчивость теплового режима перехода.
В режиме постоянного тока мощность, подводимая к переходу, определя-
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- …
- следующая ›
- последняя »
