Электрический пробой

Пробой p-n перехода

Обратная ветвь ВАХ

Прямая ветвь ВАХ

При U_пр > + 0,05В à e^40U » 1 .

Ток через p-n переход при увеличении U резко возрастает.

I_пр = I_oe^40U (5.17)

Начиная с напряжения -0,05В à е^40U «1 и ею можно пренебречь. Ток через переход

I =I _обр ~ Iо [мкА] (5.18)

При повышении температуры прямой и обратный токи растут, а р-nпереход теряет свое основное свойство - одностороннюю проводимость.

Возникает при превышении обратного напряжения U_обр некоторого допустимого значения U_{o6p max}

U_обр > U_{o6p max} (5.19)

При повышении обратного напряжения наступаетлавинный и тепловой пробой(ветвь загибается вниз, рис. 5.3)

Превышение обратного напряжения величины U_{o6p max} приводит к резкому

увеличению обратного тока, т.е. происходит резкое уменьшение сопротивления p-n-перехода.

Это явление называется пробоем p-n-перехода,а соответствую­щее ему напряжение — напряжением пробоя.

Различают электрический и тепловой пробой.

При движении через p-n переход под дейст­вием электрического поля неосновные носите­ли заряда приобретают достаточную энергию для ионизации атомов решетки.

Пройдя через p-n переход и двигаясь с большой скоростью внутри полупроводника, электроны сталкива­ются с нейтральными атомами и ионизируют их.

В результате ударной ионизации появляются новые свободные электроны и дырки, которые в свою очередь, разго­няются полем и создают возрастающее количество носителей тока.

Этот процесс носит лавинообразный характер и приводит к значительному увеличе­нию обратного тока при постоянном обратном напряжении (обратная ветвь ВАХ перехода, рис.5.4).

Возможны два типа электрического пробоя: лавинный пробой и туннельный пробой

Лавинный пробойобычно развивается в достаточно широких p-n переходах.

В тонких р-n переходах при большой напряженности электрического поля развивается туннельный пробой.

Электрический пробой обратим, первоначальные свойства p-n перехода полностью восстанавливаются, если от­ключить источник э.д.с. от перехода. Электрический пробой используют в качестве рабочего режима в диодах-стабилитронах.