Диодные структуры. Петров Б.К - 9 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

При сравнительно больших плотностях прямого тока через диод существенно
накопление неосновных носителей в базе диода, а перезарядка барьерной емкости
является второстепенным процессом . При малых плотностях тока переходные процессы в
диоде определяются перезарядкой барьерной емкости диода, накопление же неосновных
носителей заряда в базе практически не сказывается . Временные зависимости
напряжения и тока, характеризующие переходные процессы в полупроводниковом диоде,
зависят также от сопротивления цепи , в которую включен диод .
Обычно рассматривают отдельно включение диода, выключение диода,
переключение диода из прямого направления на обратное.
2.1. Большие напряжения и токи
Анализ переходных процессов в диоде основан на следующих предположениях [3]:
1) запорный слой имеет резкие границы;
2) проводимость одной области много больше проводимости другой;
3) емкость запорного слоя не влияет на переходной процесс;
4) в полупроводнике сохраняется электронейтральность как во время переходных , так и во время стационарных процессов;
5) уровень инжекции мал, т.е . концентрация неосновных носителей много меньше концентрации основных ;
6) время жизни носителей постоянно и не зависит от уровня инжекции;
7) генерация и рекомбинация в запорном слое отсутствует;
8) рассматривается плоский p-n переход;
9) ширина базы W много больше диффузионной длины L
p
(W/L
p
>3).
Пусть диод включен последовательно с резистором . Если сопротивление резистора
R мало по сравнению с сопротивлением диода (генератор напряжения на диоде), то ток в
цепи определяется сопротивлением диода. Если же сопротивление R велико, то ток через
диод обусловлен этим сопротивлением (условие генератора тока через диод ). Рассмотрим
эти два случая.
2.2. Переключение диода из прямого направления в обратное
Пусть сопротивление R мало. Найдем ток
в цепи (рис. 3) при переключении напряжения E
с прямого направления на обратное. Если
электропроводность p
+
-области значительно
Рис. 2. Эквивалентная схема диода на низкой частоте.
R
E(t)
Д
Рис. 3. Эквивалентная схема
диода на низкой частоте .
                         П ри сравнител ь но б
                                             ол ь ш их пл отностях прям ого ток а через д иод сущ ественно
                нак опл ение неосновных носител ей в базе д иод а, а перезаряд к а барь ерной ем к ости
                явл яется второстепенным проц ессом . П ри м ал ыхпл отностяхток а переход ныепроц ессы в
                д иод е опред ел яю тся перезаряд к ой барь ерной ем к ости д иод а, нак опл ение ж е неосновных
                носител ей заряд а в б
                                     азе прак тическ и                                              не ск азывается. В рем енные зависим ости
                напряж ения и ток а, харак теризую щ иепереход ныепроц ессы в пол упровод ник овом д иод е,
                зависят так ж еот сопротивл ения ц епи, вк оторую вк л ю чен д иод .

                         О бычно           рассм атриваю т                        отд ел ь но            вк л ю чение д иод а,                 вык л ю чение д иод а,
                перек л ю чениед иод а изпрям ого направл ения на обратное.



                         2.1. Б ол ь ш иенапряж ения и ток и
                           Ана ли з пе р е хо дных пр о це ссо в в ди о де о сно ва н на сле дую щ и х пр е дпо ло ж е ни ях [3]:

                           1) за по р ный сло й и ме е тр е зки е гр а ни цы;

                           2) пр о во ди мо стьо дно й о б ла сти мно го б о льш е пр о во ди мо сти др уго й;

                           3) е мко стьза по р но го сло я не вли яе тна пе р е хо дно й пр о це сс;

                           4) в по лупр о во дни ке со хр а няе тся эле ктр о не йтр а льно стька к во вр е мя пе р е хо дных, та к и во вр е мя ста ци о на р ных пр о це ссо в;

                           5) ур о ве ньи нж е кци и ма л, т.е . ко нце нтр а ци я не о сно вных но си те ле й мно го ме ньш е ко нце нтр а ци и о сно вных;

                           6) вр е мя ж и зни но сите ле й по сто янно и не за ви си то тур о вня и нж е кци и ;

                           7) ге не р а ци я и р е ко мб и на ци я в за по р но м сло е о тсутствуе т;

                           8) р а ссма тр и ва е тся пло ски й p-n пе р е хо д;

                           9) ш и р и на б а зыW мно го б о льш е диффузи о нно й дли ныLp (W/Lp>3).

                         П усть д иод вк л ю чен посл ед овател ь но срезистором . Е сл и сопротивл ение резистора
                R м ал о по сравнению ссопротивл ением д иод а (генератор напряж ения на д иод е), то ток в
                ц епи опред ел яется сопротивл ением д иод а. Е сл и ж е сопротивл ение R вел ик о, то ток через
                д иод обусл овл ен э тим сопротивл ением (усл овие генератора ток а черезд иод ). Р ассм отрим
                эти д ва сл учая.



                         2.2. П ерек л ю чениед иод а изпрям ого направл ения вобратное


                                                                                                          П усть сопротивл ение R м ал о. Н айд ем ток
                                       R                                                   в ц епи (рис. 3) при перек л ю чении напряж ения E
                  E(t)                                                      Д              с прям ого направл ения на обратное. Е сл и
                                                                                           э л ек тропровод ность                     p+-обл асти               значител ь но

                 Ри с. 3. Э кви ва ле нтна я схе ма
                 ди о да на ни зко й ча сто те .
на
диода
Эквивалентная
2.
Рис.
 частоте.
 низкой
 схема

Страницы