Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь  


Прямое включение p-n-перехода




Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Прямое включение p-n-перехода осуществляется подачей внешнего напряжения положительным потенциалом к области р, отрицательным ¾ к области n. Напряженность внешнего электрического поля направлена противоположно напряженности внутреннего поля p-n-перехода (см. рис.2.7).

Это приводит к уменьшению результирующего поля в p-n-переходе, которое определяется разностью U = Dj0 – Uпр. Т.о. высота потенциального барьера p-n-перехода уменьшается, и, следовательно, увеличивается диффузионная составляющая тока. При этом обусловленную неосновными носителями заряда дрейфовую составляющую тока, которая зависит только от температуры, можно считать неизменной. Разность диффузионного и дрейфового токов определяет результирующий прямой ток через переход:

Jпр = Jдиф - Jдр. (2.14)

С ростом приложенного внешнего напряжения диффузионный ток увеличивается (т.к. уменьшается потенциальный барьер), поэтому возрастает прямой ток через переход.

Т.к. распределение носителей зарядов по энергетическим уровням экспоненциально зависит от приложенного прямого напряжения (см. (1.8), (1.9)), то и диффузионная составляющая тока также будет иметь экспоненциальный характер зависимости от приложенного напряжения. Тогда уравнение вольт-амперной характеристики p-n-перехода будет иметь вид:



, (2.15)

где Iн ¾ ток насыщения, равный по величине диффузионной и дрейфовой составляющим тока при отсутствии внешнего напряжения (Iн = Iдиф = Iдр); k - постоянная Больцмана; T - абсолютная температура; q - заряд электрона; Uпр - приложенное внешнее напряжение с учетом знака (прямое со знаком "+"; обратное со знаком "-"); jТ ¾ температурный потенциал:

. (2.16)

Это уравнение справедливо и для прямого и для обратного включения p-n-перехода.

Т.о. прямая ветвь вольт-амперной характеристики p-n-перехода будет иметь экспоненциальный характер зависимости от приложенного напряжения (рис.2.8).

Прямой ток в p-n-переходе создается движением основных носителей заряда, концентрация которых намного выше концентрации неосновных носителей, движение которых создает обратный ток. Следовательно, p-n-переход обладает ярко выраженными вентильными свойствами, т.е. он проводит ток в прямом направлении намного лучше, чем в обратном. На рис.2.9. представлена полная вольт-амперная характеристика p-n-перехода.

Изменение температуры окружающей среды приводит к деформированию вольт-амперной характеристики p-n-перехода. При увеличении температуры прямая ветвь вольт-амперная характеристики приближается к оси токов, а обратная ¾ удаляется от оси напряжений (рис.2.9.). Для количественной оценки влияния температуры на вольт-амперную характеристику p-n-перехода вводят температурный коэффициент напряжения (Т.К.Н.) e, характеризующий изменение напряжения на переходе под действием температуры при фиксированном прямом токе:

. (2.17)

Для германия (Ge) e = -(1,2 ¸ 2)мВ/град; для кремния (Si) e = -(1,2 ¸ 3)мВ/град. В общем случае принимают e » 2,2мВ/град.

Обратный ток p-n-перехода сильно зависит от температуры, и для него справедлива зависимость:

, (2.18)

где Dt = t° – t1°; a ¾ постоянный коэффициент.

Для германия aGe = (0,05 ¸ 0,07) ; для кремния aSi = (0,05 ¸ 0,09) .

Для инженерных расчетов обратного тока в зависимости от температуры окружающей среды можно пользоваться упрощенным выражением:

, (2.19)

Обратный ток для германиевых переходов меняется в 2 раза на каждые 10 градусов (t*=10°), а для кремниевых переходов ¾ в 2 раза на каждые 7 градусов (t*=7°).




Читайте также:
Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение...
Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас...



©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (342)

Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.01 сек.)
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7