Электроника и основы микропроцессорной техники. Раимова А.Т - 18 стр.

рисунке 2.4), при котором разрушается кристаллическая структура
полупроводника. Тепловой пробой р-n-перехода - пробой р-n-перехода,
сопровождаемый разрушением кристаллической структуры полупроводника,
возникает, когда мощность, выделяемая в р-n-переходе при протекании через
него обратного тока, превышает мощность, которую способен рассеять р-n-
переход. Электрический пробой связан со значительным увеличением
напряженности электрического поля в р-n-переходе (более 105 В/см).
Наблюдаются два типа электрического пробоя. В полупроводниках с узким р-n-
переходом (что обеспечивается высокой концентрацией примесей) возникает
туннельный пробой, связанный с туннельным эффектом, когда под
воздействием очень сильного поля носители заряда могут переходить из одной
области в другую без затраты энергии («туннелировать» через р-n-переход).
Туннельный пробои наблюдается при обратном напряжении порядка
нескольких вольт (до 10 В).
      В полупроводниках с широким р-n-переходом может произойти
лавинный пробой. Его механизм состоит в том, что в сильном электрическом
поле может возникнуть ударная ионизация атомов р-n-перехода носители
заряда на длине свободного пробега приобретают кинетическую энергию,
достаточную для того, чтобы при столкновении с атомом кристаллической
решетки полупроводника выбить из ковалентных связей электроны.
Образовавшаяся при этом пара свободных носителей заряда «электрон –
дырка» тоже примет участие в ударной ионизации. Процесс нарастает
лавинообразно и приводит к значительному возрастанию обратного тока.
Пробивное напряжение лавинного пробоя составляет десятки и сотни вольт.
      Тепловой пробой возникает тогда, когда мощность, выделяемая в р-n-
переходе при прохождении через него обратного тока, превышает мощность,
которую способен рассеять р-n-переход. Происходит значительный перегрев
перехода, и обратный ток, который является тепловым, резко возрастает, а
перегрев увеличивается. Это приводит к лавинообразному увеличению тока, в
результате чего и возникает тепловой пробой р-n-перехода.


     2.4 Емкости р-n-перехода

     По обе стороны от границы р-n-перехода находятся ионизированные
атомы донорной и акцепторной примесей, образующие отрицательные и
положительные пространственные заряды. При изменении напряжения,
приложенного к переходу, изменяется его ширина, а следовательно, и
пространственный заряд. Поэтому плоскостной р-n-переход можно
рассматривать как две пластины конденсатора с равными по значению, но
противоположными по знаку зарядами (Q p = −Qn ) , т.е. р-n-переход обладает
емкостью. Емкость, обусловленная перераспределением зарядов в переходе,
называется барьерной. Заряд Q зависит от напряжения, но не пропорционален

40