Вольтамперная характеристика ЭДП (ВАХ). Уравнение теоретической ВАХ и ее график.
Вольтамперная характеристика ЭДП (ВАХ). Уравнение теоретической ВАХ и ее график. - раздел Электротехника, Электрические заряды. Строение атома. Энергетические уровни и энергетические зоны. Положительные и отрицательные ионы Вольт-Амперной Характеристикой(Вах) Наз. Графическую Зависимость Тока, Протек...
Вольт-амперной характеристикой(ВАХ) наз. графическую зависимость тока, протекающего через ЭДП, от значения и полярности прикладываемого к нему внешнего напряжения. Аналитическое выражение этой зависимости имеет вид I=IS(e^U/Yт-1), (2.29) где IS-ток насыщения; U - напряжение, приложенное к ЭДП, взятое со знаком "+" при прямом включении и со знаком "-" при обратном включении.
Теоретическая ВАХ ЭДП, построенная на основании (2.29), показана на рис. 1а. При комнатной температуре YТ=0,026 В, поэтому при увеличении прямого напряжения Uпр прямой ток увеличивается по экспоненциальному закону. Эту ветвь ВАХ наз. прямой. При обратном включении уже при U= -Uобр= -0,1 В величиной e^U/Yт в (2.29) можно пренебречь и считать, что обратный ток через ЭДП равен току насыщения.
Уравнение (2.29) получено без учёта ряда явлений, происходящих в области объёмного заряда и на поверхности ПП (термогенерация носителей в области объёмного заряда, поверхностные токи утечки, падения напряжений на сопротивлениях центральных p- и n- обл. и др.).Поэтому Реальная ВАХ ЭДП, полученная экспериментально, отличается от теоретической, показанной на рис. 1б штриховой линией.
Прямая ветвь реальной ВАХ проходит ниже теоретической. Это вызвано уменьшением прямого напряжения на ЭДП вследствие его частичного падения на нейтральных p- и n- обл.
При UпрUK диффузионное поле ЭДП полностью компенсируется внешним напряжением, поэтому на участке АВ зависимость между током и напряжением имеет линейный характер. В точке В прямой ток возрастает настолько, что выделяемая в ПП мощность превышает предельно допустимую и возникает необратимый тепловой пробой.
Обратная ветвь реальной ВАХ ЭДП характеризуется увеличением обратного тока с ростом обратного напряжения. Это связано с протеканием поверхностного тока утечки и увеличением интенсивности процесса генерации пар "электрон-дырка" в области объёмного заряда при увеличении обратного напряжения. При достаточно большом обратном может наступить электрический или тепловой пробой ЭДП.
Электрический пробой может носить лавинный или туннельный характер. Лавинный электр. пробой связан с лавинообразным увеличением пар "э.-д." под действием сильного эл. поля вследствие ударной ионизации атомов ПП. Обычно лавинный пробой наблюдается в ЭДП с малыми конц. акцепторов и доноров, или широких ЭДП, имеющих большую ширину области объёмного заряда по сравнению с узкими переходами получаемыми в ПП с большими конц. акцепторных и донорных примесей.
Туннельный электр. пробой обусловлен квантово-механическим туннелированием (переходом) носителей заряда сквозь запрещённую зону ПП без изменения их энергии. Туннельный пробой происходит в узких ЭДП, в которых создаётся большая напряжённость эл. поля - примерно 8^,10^5 В/см для кремниевых переходов и 3^.10^5 В/см - для германиевых. При этом энерг. Уровни p- и n- обл.смещаются таким образом, что нижние уровни зоны проводимости n-обл. располагаются напротив верхних уровней валентной зоны p-обл. (рис. 2).При этом энерг. уровнем зоны проводимости n-обл., занятым свободными электронами, соответствуют точно такие же свободные энерг. уровни валентной зоны р-обл.(дырки).
При внесении в германий или кремний пятивалентных элементов фосфора Р мышьяка As сурьмы Sb и др четыре валентных электрона примесных атомов... Появление свободных электронов не сопровождается разрушением ковалентных... Подвижные носители заряда преобладающие в ПП наз основными Т о в ПП n типа основными подвижными носителями заряда...
Закон Ома для участка и полной электрической цепи.
Как было отмечено в п. 1.5.1. сила тока в цепи при неизменном значении э.д.с. источника питания зависит от сопротивления этой цепи. Эта зависимость была установлена немецким ученым Георгом Омом в 1
Законы Кирхгофа.
Первый закон Кирхгофа гласит, что сумма всех токов, протекающих через узел, равна нулю. Согласно этому закону применительно к узлу А (рис 1 а) можно записать:
I1+I2-I
Работа и мощность электрического тока.
Работа электрического тока определяется формулой: A=U*I*t (1.11)
Работу, совершаемую в единицу времени называют мощностью:
P=A/t=U*I (1.12)
Если напряжение U измеряется в
Прямое включение ЭДП
Прямым называется такое включение ЭДП, при котором к нему
подключается источник внешнего напряжения Uпр плюсом к p-области и минусом к n-области (рис. 2.7,а). Напряжённость электрического
Влияние температуры на статические характеристики БТ.
С увеличением температуры увеличивается количество генерируемых в p- и n- областях пар электрон-дырка. Это приводит к увеличению в этих областях не основных носителей заряда и пропорциональным сниж
Диоды, резисторы и конденсаторы полупроводниковых ИМС.
Диоды биполярных проводниковых ИМС, как правило, представляют собой транзисторы в диодном включении (рис.6.3).
В качестве резисторов в полупроводниковых ИМС применяются базовые слои транзи
Фоторезисторы
Фоторезистором называют полупроводниковый фотоэлектрический прибор с внутренним фотоэффектом, в котором используется явление фотопроводимости, т е изменение электрической проводимости полупроводник
Фотоприемники
Фотоприемники - это оптоэлектронные приборы, предназначенные для преобразования энергии- оптического излучения в электрическую энергию Функции фотоприемников могут выполнять фоторезисторы, фотодиод
Фототранзисторы
Фототранзистором называют полупроводниковый управляемый оптическим излучением прибор с двумя взаимодействующими p-n-переходами (рис. 7.6)
Фототранзисторы, как и обычные транзисторы, могут
Светодиод
Одним из наиболее распространенных источников оптического излучения является светодиод- полупроводниковый прибор с одним или несколькими электрическими переходами, преобразующий электрическую энерг
Оптопары
Оптопара (оптрон) -оптоэлектрический п/п прибор, содержащий излучающий и принимающи элементы, оптически и конструктивно связанные друг с другом. В качестве излучателя обычно используются СИД, а в к
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов