Основы полупроводниковой электроники. Яровой Г.П - 56 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СГАУ | Самара

Составители: 

Рубрика: 

111
dx
q
J
q
J
n
n
p
p
)( αα+ . (5.53)
Это выражение соответствует приращению дырочного пото-
ка, т.е.
dx
q
J
q
J
q
J
d
n
n
p
pp
)()( αα+= , (5.54)
или
npnnpp
p
ggJJ
dx
dJ
′
=
′
=+=αα , (5.55)
где
p
g
′
− скорость образования дырок (или электронов) в еди-
нице объема в 1 с.
С учетом соотношения J
p
+J
n
=J
0
дифференциальное урав-
нение (5.55) принимает вид
0
)( JJ
dx
dJ
npnp
p
ααα=−− . (5.56)
Если лавинный процесс начинается за счет электронов, то,
подставляя
n
g
′
из (5.55) в уравнение непрерывности, получим
0
)( JJ
dx
dJ
pnnp
n
ααα−=−− . (5.57)
Для упрощения дальнейших расчетов будем считать, что
p
α =
n
α =α. Это предположение хорошо .выполняется для
GaAs и GaP. Тогда решение уравнения (5.57) с учетом гра-
ничного условия
pSp
JJ =)0( принимает вид
∫
+=
x
pSp
dxEJJxJ
0
0
)()(
α
. (5.58)
При
pSpp
JMJJdx =≈=
0
и из (5.58) следует
∫
=−
d
p
dxE
M
0
)(
1
1
α
. (5.59)
Аналогичное выражение можно получить и для электро-
нов:
112
∫
=−
d
n
dxE
M
0
)(
1
1
α
. (5.60)
Так как напряжение лавинного пробоя определяется из
условия ∞→=
np
MM , то последние два соотношения при-
водят к так называемому интегралу ионизации:
1)(
0
=
∫
d
dxEα . (5.61)
Зная зависимость
α
(E), из (5.50) можно найти максималь-
ную ширину перехода d
max
, при которой выполняется условие
(5.61). Тогда напряжение лавинного пробоя для резкого p−n-
перехода будет равно
2
max
dE
U
л
пробоя
= , (5.62)
где E
л
− напряженность поля лавинного пробоя.
Тепловой пробой. Тепловой пробой связан с повышением
температуры перехода при увеличении рассеиваемой в нем
мощности. С ростом температуры увеличивается число гене-
рируемых пар электрон-дырка и как следствие этого обрат-
ный ток I
S
. С ростом обратного напряжения мощность, рас-
сеиваемая в переходе, увеличивается, способствуя тем самым
дальнейшему росту температуры. В результате процесс на-
растания тока приобретает лавинообразный характер и на
вольт-амперной характеристике появляется резкий излом, по-
сле которого напряжение практически остается постоянным, а
ток неограниченно возрастает. Часто в этом режиме на обрат-
ной ветви вольт-амперной характеристики можно наблюдать
участок с отрицательным сопротивлением.
Возникновение теплового пробоя более вероятно на по-
стоянном токе, нежели в импульсном режиме, поскольку при
прочих равных условиях средняя мощность рассеяния в пере-
ходе в первом случае будет больше. Напряжение теплового
пробоя U
T
существенно зависит от конструкции диода, по-
скольку последняя определяет условия отвода тепла от пере-

Страницы