Приложении обратного

Такое изменение сопротивления цепи при постоянном приложении напряжения приводит к значительному увеличению тока.

Выпрямляющие свойства контакта металл — полупроводник широко используются в полупроводниковой технике, поэтому рассмотрим их более подробга©. Они проявляются ври приложении к контакту постоянного напряжения различной полярности. При этом-прикоитактная область, обедненная носителями заряда, имеет бол-ышгое сопротивление и все внешнее напряжение оказывается при-'ложенным к этой области. При приложении напряжения U происходит сдвиг уровней Ферми в металле FM и полупроводнике Fn на величину qU. Высота потенциального барьера и концентрация носителей в приконтактном слое возрастают или убывают на величину qU в зависимости от полярности приложенного напряжения, что показано на энергетических диаграммах ( 1.7).

Рассмотрим процессы рекомбинации и генерации, протекающие в области р — n-перехода (в области объемного заряда) при отсутствии напряжения на контакте, а также при приложении напряжения в прямом и запирающем направлении. Контактная разность потенциалов р— /г-перехода создает электрическое поле, которое уносят носители заряда, генерированные с помощью центров рекомбинации. В результате через р — /г-переход протекает ток, называемый током генерации. При отсутствии на р — «-переходе внешнего напряжения ток генерации уравновешивается током рекомбинации, который обусловлен носителями заряда, попадающими в область объемного заряда и рекомбинирующими в этой области через центры рекомбинации. При наличии напряжения на переходе такое равновесие нарушается.

Рассмотрим емкость р — «-перехода для двух случаев: при приложении напряжения в запирающем и проводящем направлении. В запирающем направлении емкость р — «-перехода, называемая барьерной, зависит от величины приложенного напряжения, которое изменяет перераспределение зарядов. Эта зависимость объясняется тем, что изменение объемного заряда, образованного неподвижными атомами примесей, связано с изменением ширины области, занимаемой этим зарядом. Увеличение этой области эквивалентно увеличению расстояния между пластинами конденсатора и уменьшению его емкости.

При приложении напряжения в обратном направлении возрастают перекрытие зон и вероятность туннельного перехода из р-в л-область, а вероятность перехода из п- в р-область практически падает до нуля. Обратный ток /0бР возрастает вследствие туннельного перехода валентных электронов р-области на свободные уровни зоны проводимости «-области. Процессу нарастания обратного тока соответствует участок / вольт-амперной характеристики ( 5.25).

Светодиодом называется прибор, излучающий кванты света при приложении напряжения. Излучение квантов света является следствием процессов рекомбинации, протекающих в областях р—п-

водника происходит нарушение связей, т. е. некоторые валентные электроны получают необходимую дополнительную энергию для перехода в зону проводимости ( 2.3,6). Такой переход соответствует выходу электрона из связи ( 2.3, а). Появляющиеся свободные электроны будут принимать участие в образовании тока в полупроводнике (при приложении напряжения).

Расстояние между ^-«-переходами называется шириной канала W, а «-область между переходами — каналом. При приложении напряжения между стоком и истоком (7СИ в цепи сток — исток будет протекать ток /с, величина которого определяется сопротивлением канала при постоянном [7СИ. Теперь приложим напряжение между затвором и истоком ?7ЗИ (« + » на истоке, « —» на затворе). За счет напряжения U3H переходы сместятся в обратном направлении и соответственно расширятся, вследствие чего ширина канала уменьшится, а сопротивление возрастет. С возрастанием сопротивления канала ток стока /с уменьшится. Таким образом, изменяя напряжение, можно управлять током стока.

Полные диэлектрические потери в участке изоляции емкостью С при приложении напряжения U (действующее значение) с угловой частотой со с учетом (4.35)

ния (ток возврата) /в для каждой токовой обмотки в отдельности. В схемах управления воздушными выключателями в качестве реле KBS (см. 10.2) применяется реле РП-232, имеющее последовательную (токовую) обмотку срабатывания (рабочую) и параллельную — удерживающую. Здесь надо проверять ток срабатывания /ср для токовой обмотки и напряжение возврата ?/в для удерживающей; кроме того, для указанных реле следует убедиться, что при приложении напряжения 1,15 ?/1юы к параллельной обмотке реле не будет срабатывать.

Для твердого диэлектрика при длительном приложении напряжения, превышающего пробивное, происходят разогрев диэлектрика токами проводимости и прогрессирующее уменьшение электрической прочности, которое заканчивается пробоем, и прочность диэлектрика после пробоя не восстанавливается.

При приложении обратного напряжения к р — п-переходу потенциальный барьер возрастает и одновременно увеличивается ширина области объемного заряда, дифференциальное сопротивление гдиф резко уменьшается.

При отсутствии освещения вольт-амперная характеристика р—«-перехода проходит через начало координат. Остальные кривые, соответствующие определенным световым потокам Olt Ф2, Фз, смещаются по оси ординат на отрезки, равные 1фг, /ф2, /фз. Части кривых, расположенные в третьем квадранте (при приложении обратного напряжения), соответствуют фотодиодному режиму работы р—л-перехода; части кривых, расположенные в четвертом квадранте, режиму генерации фото-э.д.с. На рабочей части вольт-амперной характеристики ток фотодиода практически не зависит от приложенного напряжения.

Фотодиод может включаться в схему как с внешним источником питания (через дополнительное сопротивление), так и без него. При приложении обратного смещения к р-«-переходу режим его работы принято называть фотодиодным.

осям для положительных и отрицательных значений напряжений и токов. При малом прямом напряжении Ua протекает большой прямой ток, при больших обратных напряжениях — малый тепловой ток. Характеристика 1.3, а практически соответствует характеристике идеального вентиля, у которого имеют место нулевое падение напряжения при протекании прямого тока и нулевой ток при приложении обратного напряжения. Следовательно, свойства р-п перехода близки к свойствам идеального вентиля.

Если после отпирания тиристора уменьшить ток/у до нуля, то в результате протекающего большого тока /а будет поддерживаться нулевое значение знаменателя в выражении (1.9) и прибор останется в открытом, проводящем состоянии. Тиристор можно запереть только при приложении обратного напряжения Ua либо при разрыве цепи протекания тока источника Еа.

1. Динистор — это тиристор без управляющего электрода. Он аналогичен обычному тиристору, у которого не подается сигнал на управляющий электрод. Для включения динистора к нему необходимо приложить напряжение и^йекл- При приложении обратного напряжения динис-тор всегда заперт.

При приложении обратного напряжения U к р-п переходу через него протекает обратный ток /ив диоде выделяется мощность РВыд=?//. Выделение основной части тепловой энергии происходит вблизи ОПЗ р-п перехода, где разделяемые электрическим полем запирающего слоя носители заряда отдают избыточную энергию решетке полупроводника.

7.26. Нарушение теплостойкости тиристора при приложении обратного напряжения

При приложении обратного напряжения U06P после протекания прямого тока восстанавливается обратная запирающая способность прибора. Очевидно, что прибор, первым восстановивший обратную запирающую способность, принимает на себя все обратное напряжение, приложенное к последовательно соединенным приборам. Для выравнивания распределения переходного напряжения применяются шунтирующие конденсаторы или /?С-цепи ( 8.5).

Обратные токи барьера Шоттки с учетом сил зеркального изображения. Применим полученные результаты к запирающему контакту металл — полупроводник (барьеру Шоттки). Энергетическая диаграмма такого -контакта без учета сил зеркального изображения показана на, 10.5, а. Учет сил зеркального изображения вызывает «округление» барьера и уменьшение его высоты ( 10.5, б). При приложении обратного смещения («минус» к металлу) высота барьера понижается согласно (10.5) пропорционально V~Vld, где d — толщина слоя диэлектрика. В рассматриваемом случае роль этого слоя играет приконтактная область полупроводника, обедненная

осям для положительных и отрицательных значений напряжений и токов. При малом прямом напряжении ?/а протекает большой прямой ток, при больших обратных напряжениях — малый тепловой ток. Характеристика 1.3, а практически соответствует характеристике идеального вентиля, у которого имеют место нулевое падение напряжения при протекании прямого тока и нулевой ток при приложении обратного напряжения. Следовательно, свойства р-п перехода близки к свойствам идеального вентиля.