Методические указания к выполнению лабораторной работы

1. Вольт - амперная характеристика (ВАХ) p-n перехода

Большинство ПП приборов включают один или несколько p-n переходов. Полупроводниковый p-n переход – это область на стыке полупроводников n и р типа, обедненная основными носителями зарядов. Вольт – амперная характеристика (ВАХ) p-n перехода, как зависимость тока перехода от приложенного к нему напряжения, достаточно точно описывается следующим выражением

, (1.5)

I_пр, I_обр – составляющие, формирующие прямой обратный ток перехода;

U – напряжение, приложенное к переходу;

– температурный потенциал перехода (0.026 В при температуре 27^оС);

I_о – обратный ток насыщения;

I_нпр – начальный ток пробоя;

U_обпр – напряжение обратного пробоя.

Примерный вид ВАХ p-n перехода приведен на рис.1.3. На ВАХ p-n перехода можно выделить три участка: 1 – проводящее состояние перехода (переход открыт); 2 – непроводящее состояние перехода (переход закрыт); 3 – участок электрического пробоя (переход проводит ток в результате электрического пробоя).

________________________

Рис.1.3. ВАХ p-n перехода:

1 – проводящее состояние перехода (переход открыт);

2 – непроводящее состояние перехода (переход закрыт);

3 – участок электричес- кого пробоя

___________________________________________

Диоды (приборы с односторонней проводимостью) работают на участках 1 и 2. При этом допустимое рабочее напряжение составляет примерно половину напряжения пробоя. Стабилитроны, приборы от которых требуется неизменное падение напряжения на приборе, работают на участке 3. Допустимые для прибора средние величины прямого и обратного токов определяются максимальной рассеиваемой мощностью p-n перехода, которая зависит не только от размеров перехода, но и от конструкции корпуса и условий охлаждения.

Для ПП приборов в справочной литературе приводится достаточно большое число параметров, рассмотрим лишь некоторые из них. Для диодов основными параметрами являются: максимальный допустимый средний ток в прямом направлении I_пр.max, падение напряжения при номинальном прямом токе U_пр, максимальное допустимое обратное напряжение U_обр.max.

Для стабилитронов основными параметрами являются: минимальный I_СТ.min и максимальный I_СТ.max токи стабилизации, среднее напряжение стабилизации U_СТ, максимальное значение дифференциального сопротивления на участке стабилизации r_СТ. Если для стабилитрона не задан максимальный ток стабилизации, но известна допустимая мощность Р_доп, то максимальный допустимый ток рассчитывается по формуле

. (1.6)