Студопедия
Новини освіти і науки:
МАРК РЕГНЕРУС ДОСЛІДЖЕННЯ: Наскільки відрізняються діти, які виросли в одностатевих союзах


РЕЗОЛЮЦІЯ: Громадського обговорення навчальної програми статевого виховання


ЧОМУ ФОНД ОЛЕНИ ПІНЧУК І МОЗ УКРАЇНИ ПРОПАГУЮТЬ "СЕКСУАЛЬНІ УРОКИ"


ЕКЗИСТЕНЦІЙНО-ПСИХОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ПОРУШЕННЯ СТАТЕВОЇ ІДЕНТИЧНОСТІ ПІДЛІТКІВ


Батьківський, громадянський рух в Україні закликає МОН зупинити тотальну сексуалізацію дітей і підлітків


Відкрите звернення Міністру освіти й науки України - Гриневич Лілії Михайлівні


Представництво українського жіноцтва в ООН: низький рівень культури спілкування в соціальних мережах


Гендерна антидискримінаційна експертиза може зробити нас моральними рабами


ЛІВИЙ МАРКСИЗМ У НОВИХ ПІДРУЧНИКАХ ДЛЯ ШКОЛЯРІВ


ВІДКРИТА ЗАЯВА на підтримку позиції Ганни Турчинової та права кожної людини на свободу думки, світогляду та вираження поглядів



Контакти
 


Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция






Пробій р-п-переходу

 

Пробій р-п-переходу - це явище різкого збільшення диференціальної провідності p-n-переходу у разі досягнення зворотною напругою (струмом) критичного для даного приладу значення. Існують три основні види (механізми) пробою: тунельний, лавинний і тепловий. Тунельний та лавинний відносять до електричних пробоїв, які спричинюються лавинним розмножуванням носіїв заряду чи тунельним ефектом під дією прикладеної напруги.

Тунельний пробій обумовлюється тунельним ефектом - переходом електронів крізь потенціальний (енергетичний) бар'єр без зміни енергії. Тунельний ефект виявляється тільки за дуже малої товщини переходу (близько 10 нм), тобто в переходах між сильнолегованими р- і п-ділянками (якщо N>1018 см-3). Умови для тунелювання виникають тільки при повній напруженості електричного поля, значення якої складає приблизно 8·105В/см для кремнієвих переходів та 3·105 В/см для германієвих. Оскільки вірогідність тунелювання значною мірою залежить від напруженості електричного поля, то зовні тунельний ефект виявляється як пробій p-n-переходу. Напруга тунельного пробою не перевищує декількох вольтів. З підвищенням температури ширина забороненої зони трохи зменшується. Отже, температурний коефіцієнт напруги тунельного пробою є негативним.

Лавинний пробій пов'язаний з утворенням лавини носіїв зарядів під дією сильного електричного поля, в якому носії на довжині вільного пробігу набувають енергії, достатньої для утворення нових електронно-діркових пар ударною іонізацією атомів напівпровідника. Пробій виникає при UR =Uпроб, коли відбувається безперервне зростання струму. Чим меншою є концентрація домішок і чим більшою ширина забороненої зони, тим більшою буде напруга пробою.

З підвищенням температури напруга лавинного пробою збільшується, що пояснюється зменшенням довжини вільного пробігу носіїв. За таких умов потрібна більша напруженість електричного поля для того, щоб носії набули енергії, необхідної для ударної іонізації. У такому разі температурний коефіцієнт напруги лавинного пробою є позитивним.

Якщо концентрації домішок невисокі (менше 1018 см-3), напруга лавинного пробою буде меншою, ніж тунельного, тобто матиме місце лавинний пробій. Якщо концентрації домішок високі (понад 1019 см-3), напруга лавинного пробою буде вищою за напругу тунельного і відбудеться тунельний пробій. Для проміжних значень концентрацій домішок пробій обумовлюється двома механізмами. На практиці механізм пробою визначають за знаком температурного коефіцієнта напруги пробою. Експерименти показують, що крутість ВАХ лавинного пробою вища, ніж ВАХ тунельного.

Тепловий пробій спричинюється нагріванням p-n-переходу за рахунок виділення теплоти при проходженні зворотного струму. Такий пробій відбувається внаслідок зростання носіїв заряду через порушення рівноваги між кількістю тепла, що виділяється в р-п-переході, та кількістю тепла, що відводиться від нього. На переході виділяється потужність розсіювання (IR UR), яка спричинює підвищення температури ЕДП і прилеглих до нього ділянок напівпровідника. Унаслідок цього збільшується концентрація неосновних носіїв і тепловий струм, що знову таки призводить до подальшого зростання потужності розсіювання та температури.

Якщо кількість виділеної в переході теплоти перевищує кількість відведеної теплоти, то при напрузі пробою (коли якраз і створюються такі умови) починає розвиватися процес безперервного наростання температури, а отже, і струму. У такому разі напруга теплового пробою залежить від умов тепловідведення: з підвищенням температури навколишнього середовища вона зменшується.

Напруга теплового пробою тим нижча, чим більший тепловий зворотний струм I0. У p-n-переходах з великим значенням I0, зокрема в германієвих, навіть при кімнатній температурі тепловий пробій може настати раніше, ніж лавинний.

У кремнієвих ЕДП зворотні струми значно менші і напруга теплового пробою настільки велика, що раніше настає лавинний пробій. Проте при високій температурі навколишнього середовища тепловий пробій виникає і в кремнієвих р-n-переходах. Пробій може початись як лавинний, а потім зі збільшенням зворотного струму перейти в тепловий. Після усунення електричних пробоїв p-n-перехід відновлює свої властивості. У деяких напівпровідникових приладах це явище використовують для корисних перетворень електричних сигналів (наприклад, у стабілітронах).

Тепловий пробій завжди призводить до руйнування електричного переходу. Під час проектування та експлуатації електричних переходів створюють схемотехнічні та конструктивні умови, щоб запобігти тепловим пробоям.


Читайте також:

  1. Вольт-амперна характеристика ідеалізованого р-п-переходу
  2. Пробій газів
  3. Пробій газів у неоднорідному електричному полі
  4. Пробій газу в однорідному полі
  5. ПРОБІЙ ДІЕЛЕКТРИКІВ
  6. Пробій ізоляції
  7. Пробій твердих діелектриків




Переглядів: 6811

<== попередня сторінка | наступна сторінка ==>
Ємнісні властивості p-n-переходу | Перехід метал – напівпровідник

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

 

© studopedia.com.ua При використанні або копіюванні матеріалів пряме посилання на сайт обов'язкове.


Генерація сторінки за: 0.004 сек.