7.3.2    Пряме ввімкнення контакту. Пробій р-п-переходів

При прямому ввімкненні, коли напруженість зовнішнього еле­ктричного поля протилежна контактному, енергетичні рівні р-напівпровідника опускаються, а п-напівпровідника піднімаються (рис.7.9). Висота потенціального бар'єру для основних носіїв заряду

зменшується на величину цУ. Тому їх потік через контакт зростає. Зменшується ширина збідненої контактної області

 

2-Є-єо-(Ук-У)

1 _1_

що також приводить до зростання прямого струму. Закон його зміни також описується формулою (7.8), а вольт-амперна характеристика має вид рис.7.10. Але на відміну від діодів Шотткі, діоди на основі Рисунок 7.9 р-п-переходу мають значно більший

коефіцієнт випрямлення ~108-И(Л

Отже, р-п-переходи, як і діоди Шотткі, мають властивість добре пропускати струм в одному напрямку і погано в протилежному, тобто мають випрямляючу властивість. Але при певних умовах ця властивість може втрачатись. Відбувається пробій р-п-переходу із-за таких процесів (рис.7.10):

Рисунок 7.10 і - тепловий пробій виникає при пе-регріванш контакту, коли тепло, яке виділяється в контакті, не повні-вністю відводиться від нього. Температура переходу збільшується, зростає концентрація неосновних носіїв заряду за рахунок теплової генерації, зростає зворотній струм, що в свою чергу викликає подаль­ше збільшення температури. Діод швидко виходить з ладу.

2 - лавинний пробій виникає при хорошому тепловідводі, але концентрація неосновних носіїв заряду, а значить і зворотній струм, зростають за рахунок процесу ударної іонізації. Наявні вільні носії заряду на довжині вільного пробігу в сильному електричному полі набувають енергію, достатню для іонізації атомів напівпровідника при зіткненні. Зрозуміло, що лавиноподібний процес буде мати місце тоді, коли при такому зіткненні буде генеруватись не один, а декілька носі­їв заряду.

З - тунельний пробій виникає в тонких р-п-переходах, коли відбувається тунельний перехід неосновних носіїв заряду. На рис.7.11 показаний такий перехід електрона із валентної зони р-напівпровідника безпосередньо в зону провідності п-напівпровідника. Ймовірність такого тунелювання зростає при співпаданні положення відповідних енергетичних рівнів у зонах.

Різка залежність величини зворотного струму від напруги у передпробійній області використовується у напівпровідникових стабі­літронах для стабілізації напруги. На цій дільниці вольт-амперної ха­рактеристики при зміні струму напруга майже не змінюється.