Випрямляючий перехід
Розглянемо контакт напівпровідника n-типу з металом, колиАмАn, (рис. 9,а). Електрони будуть переходити головним чином з напівпровідника в метал, і в прикордонному шарі напівпровідника утворюється область, збіднена основними носіями, що має великий опір. Крім того, перехід електронів призводить до появи контактної різниці потенціалів.
Якщо до переходу підключити зовнішню напругу, причому мінус до напівпровідника, а плюс до металу, то зовнішнє електричне поле компенсує внутрішнє. Потенційний бар'єр зменшується, а струм основних носіїв (електронів) зn-області збільшується - перехід відкритий. При зміні полярності ("мінус" до металу, "плюс" до напівпровідника) зовнішнє електричне поле підсумовується з внутрішнім, потенційний бар'єр збільшується і перехід не пропускає струм - закритий.
Таким чином, перехід між металом і напівпровідником має вентильні властивості. Його називають бар'єром Шоттки.
Аналогічні процеси мають місце при контакті металу з напівпровідникомp-типу, колиАм
Зворотний струм зі збільшенням зворотної напруги спочатку швидко наростає. Це викликано тим, що при невеликому збільшенні зворотної напруги підвищується потенційний бар'єр і різко зменшується дифузійний струм. Отже, повний струмIпереex.oбр=Iдр-Iдиф, різко збільшується.
Подальше збільшення зворотної напруги не призводить до зростання струму, т.к. його величина визначається кількістю неосновних носіїв, концентрація якихнизька. При деякому значенні зворотної напруги (Uобр.max, рис. 10) струм починає різко зростати. Це виникає при напруженості поля близько 107 В/м. Неосновні носії за такого поля розганяються на довжині вільного пробігу до енергії, достатньої іонізації атомів. Концентрація носіїв лавинно наростає у товщині переходу.
Процес лавинного розмноження носіїв за рахунок ударної іонізації атомів називається лавинним пробоєм (електричним). До цього слід додати, що концентрація носіїв додатково збільшується за рахунок виривання електронів із атомів сильним електричним полем.
Лавинний пробій звернемо, тобто. зі зняттям напруги властивостіp-n-переходу відновлюються.
При подальшому збільшенні напруги настає тепловий пробій. Щільність зворотного струму у цьому режимі досягає такої величини, що перехід починає розігріватися. Це призводить до появи додаткових електронно-діркових пар у переході, що ще більше збільшує щільність струму.
Процес руйнуванняp-n-переходу внаслідок його перегріву зворотним струмом називається тепловим пробоєм.
Основні параметри випрямних діодів:
- Iпр.СР - середній прямий струм;
- Uобр.мах - максимально допустима зворотна напруга;
- Iобр - величина зворотного струму при заданому зворотному вбиранні;
- Uпр - величина прямої напруги при заданому прямому струмі Iпр;