Омических сопротивлений

§ 2.12. СВОЙСТВА И ПАРАМЕТРЫ ОМИЧЕСКИХ ПЕРЕХОДОВ

Омические переходы имеют очень большое значение в полупроводниковых приборах и при проведении исследований полупроводников. Основное назначение омических переходов — электрическое соединение полупроводника с металлическими токопрово-дящими частями полупроводникового прибора. Омических переходов в полупроводниковых приборах больше, чем выпрямляющих. Случаи отказов и производственного брака полупроводниковых приборов из-за низкого качества омических переходов довольно часты. При разработке полупроводниковых приборов создание совершенных омических переходов нередко требует больших усилий, чем создание выпрямляющих переходов.

Несмотря на это, теория омических переходов разработана слабее, чем теория электронно-дырочных переходов, а формирование омических переходов часто основано на эксперименте.

Параметры омических переходов

2.21. ВАХ омических переходов:

Структура реального невыпрямляющего контакта в полупроводниковых приборах, удовлетворяющая перечисленным требованиям, имеет сравнительно сложное строение и состоит из нескольких последовательно соединенных омических переходов ( 2.22).

Однако в реальных невыпрямляющих контактах часто образуются различные промежуточные слои, ухудшающие свойства омических переходов. Поэтому окончательную доработку технологии их изготовления проводят экспериментально.

Это выражение для плотности тока насыщения можно также получить, исходя из того, что обратный ток обусловлен только диффузией неосновных носителей заряда от омических переходов к р-и-переходу по прилегающим к переходу областям. Поэтому для вычисления плотности тока насыщения надо воспользоваться вторыми слагаемыми в (1.30) и (1.31) или соотношениями (1.26) и (1.27). При этом градиенты концентраций неосновных носителей в п- и р-областях можно определит ь как pnn/Wn и n^/Wp ( 3.9).

Структура диодного тиристора состоит из четырех областей полупроводника с чередующимся типом электропроводности ( 5.1). Кроме трех выпрямляющих переходов диодный тиристор имеет два омических перехода. Один из омических переходов расположен между крайней «-областью и металлическим электродом, который называют катодом. Другой омический переход расположен между крайней р-областью и металлическим электродом, который называют анодом.

В гл. 1 введен параграф с кратким изложением основных положений физики полупроводников и полупроводниковых приборов, в частности изложены современные представления о физических эффектах в полупроводниках при больших концентрациях носителей заряда, сильных полях и высоких уровнях легирования, проведен анализ модели мощного диода с р+-п-п+ структурой при высоком уровне инжекции, рассмотрен режим двойной инжекции, влияние электронно-дырочного рассеяния и других нелинейных эффектов, рассмотрены вопросы физики переходов с барьером Шоттки и омических переходов, рассмотрены быстродействующие диоды Шоттки, перспективные в силовой электронике.

Электрические переходы между металлом и полупроводником являются неотъемлемым элементом любого, без исключения, полупроводникового прибора. Прежде всего, переходы металл—полупроводник (М—П) используют для создания токоподводящих электродов к прибору — омических переходов М—П, электрическое сопротивление которых мало и ь заданном рабочем диапазоне токов практически не зависит от направления тока (дополнительные требования к свойствам омических переходов будут рассмотрены далее подробнее). Создание таких омических переходов представляет сложную научно-техническую задачу. Переходы М—П, обладающие выпрямляющими свойствами, т. е. имеющие резко несимметричную ВАХ, называют переходами Шоттки, а диоды на их основе — диодами Шоттки.

5. Потери в конденсаторах. При пропускании через конденсатор переменного тока часть энергии теряется на смещение зарядов при поляризации диэлектрика и на преодоление омических сопротивлений в обкладках и'выводах конденсатора. С учетом этого эквивалентная схема конденсатора принимает вид, показанный на 6.3, а. Сдвиг фазы между напряжением С/, приложенным к конденсатору, и током /, проходящим через него, отличается от 90° на угол 8 ( 6.3, 6). Этот угол зависит от отношения мощности потерь к полной реактивной мощности, запасаемой в конденсаторе. В технических условиях на конденсаторы приводят значение тангенса этого угла (tg 8).

Однако соотношение (2.48) является приближенным, так как не учитывает объемных омических сопротивлений эмиттерной и коллекторной областей транзистора, которые в режиме насыщения играют существенную роль. Поэтому для определения точно-

5. Измерительный мост с реохордом типа ММВ постоянного тока для измерения омических сопротивлений ............. 1 шт.

отличие среднеэксплуатационной температуры от 20 °С (для которой даны значения удельных омических сопротивлений) не учитывается1;

гистрирующих устройств [Л. 12-21]. До 90% элементов этих систем — в интегральном исполнении. Рекламируемая фирмой погрешность измерения равна ±0,018% текущего значения измеряемой величины плюс (или минус) значение младшего разряда. Измеряются сигналы постоянного и переменного тока и омических сопротивлений.

Электрическая цепь, подсоединенная к источнику тока, в общем случае может быть составлена как из омических сопротивлений, так и из элементов, которые сами являются источниками э. д. с.

В этом случае кроме э. д. с. и омических сопротивлений участка должно быть известно также и значение тока L Рассмотрим применение такого способа на конкретном примере.

Определение значения сопротивления, составленного из омических сопротивлений, соединенных последовательно, параллельно или смешанно. Последовательным соединением элементов электрической цепи называют такое соединение их, при котором через все элементы протекает один и тог же ток ( 8-1, а).

т. е. обратное значение г параллельно соединенных омических сопротивлений равно сумме обратных значений сопротивлений каждого из них."

Не вникая, как и ранее, в физику явлений в полупроводниковом триоде, схематически изображенном на 5.14, мы будем трактовать его как линейный активный четырехполюсник (или трехполюсник), отвечающий следующим условиям: а) ток эмиттера /э распределяется между базой и коллектором, причем отношение тока коллектора /к к току эмиттера 1Э для данного транзистора является постоянной величиной, близкой к единице (а = /к//э = 0,95—0,98), б) сопротивления всех трех электродов — эмиттера гэ, базы гб и коллектора гк — имеют характер чисто омических сопротивлений (это справедливо при

ристика которой равна нулю, т. е. если цепь состоит из чисто омических сопротивлений.