Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Температурні і частотні властивості p-n переходу



Властивість р-n переходу суттєво залежить від температури навколишнього середовища. При підвищенні температури зростає генерація пар носіїв заряду електронів і дірок, тобто збільшується концентрація неосновних носіїв і власна провідність напівпровідника. Це наглядно показують вольт-амперні характеристики германієвого р-n переходу, зняті при різній температурі.

Рис. Вплив температури на вольт-амперну характеристику p-n переходу

 

Як видно з рисунку, при підвищенні температури прямий і зворотний струми ростуть, а р-n перехід втрачає свою основну властивість односторонню провідність. Залежність від температури зворотної гілки вольт-амперної характеристики визначається температурними змінами струму насичення. При збільшенні температури концентрація неосновних носіїв зарядів зростає за експоненціальним законом. За цим законом зростає і струм насичення:

,

де – зворотні струми насичення при заданій і кімнатній температурах; – перепад температур; – коефіцієнт залежний від властивості напівпровідника (для германія ; для кремнію ). Для германієвих і кремнієвих р-n переходів зворотний струм зростає приблизно в 2 – 2,5 рази при підвищені температури на кожні 10°С.

Частотні властивості р-n переходу показують як працює р-n перехід при подачі на нього змінної напруги високої частоти. Частотні властивості р-n переходу визначаються двома видами ємності переходу: бар’єрної і дифузійної.

В режимі зворотної напруги р-n перехід представляє собою ємність, величина якої пропорційна площі р-n переходу, концентрації носіїв заряду і діелектричній проникливості матеріалу напівпровідника (див. рис.1).

Рис.1. Бар’єрна ємність р-n переходу

Ця ємність зумовлена нерухомими зарядами йонів донорної і акцепторної домішок і називається бар’єрною ємністю:

 

де – ширина р-n переходу; – площа р-n переходу.

 

При малій зворотній напрузі, прикладеної до р-n переходу, носії зарядів знаходяться на невеликій віддалі один від одного. При цьому власна ємність р-n переходу велика. При збільшенні зворотної напруги електрони все далі відходять від дірок по обидві сторони від р-n переходу і ємність р-n переходу зменшується. Відповідно р-n перехід можна використовувати як ємність, що керується зворотною напругою.

При прямій напрузі р-n перехід, крім бар'єрної ємності володіє дифузійною ємністю . Вона зумовлена накопиченням рухомих носіїв заряду в р-n областях. Кожному значенню прямої напруги відповідає визначена величина заряду накопиченого в області р-n переходу. Тому:

Дифузійна ємність не створює суттєвого впливу на роботу р-n переходу, так як вона зашунтована малим прямим опором переходу. Найбільше практичне значення має бар'єрна ємність. Еквівалентна схема р-n переходу для змінного струму має вигляд, показаний на рис.2.

Рис.2. Еквівалентна схема р-n переходу

 

На цій схемі – опір товщини напівпровідників n- і p- типу і виводів від них (біля 1Ом); – опір переходу, який залежить від величини і полярності прикладеної напруги; С – сума бар’єрної і дифузійної ємності. При зворотній напрузі дифузійна ємність відсутня і , а ,тобто має дуже велику величину. При роботі на високих частотах ємнісний опір зменшується і зворотній струм може пройти через цю ємність.

 

 

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.