Wpływ temperatury na złącze P-N
Przyrządy półprzewodnikowe mogą pracować
W zakresie tzw. średnich temp w których prawie wszystkie atomy domieszek są zjonizowane a generacja jest jeszcze mało prawdopodobna.
Zakres zaporowy
W tym zakresie przez złącze płynie prąd JR =JS +Jg przy czym w Ge przeważa JS w Si przeważa Jg.
Js~exp(-Wg/kT) Ge Jg~ exp(-Wg/2kT) dla Si
1/Js dJs/dT = Wg/kT2 Ge 1/Jg dJg/dT = Wg/2kT2
Współczynnik temp prądu wstecznego wynosi ok.:
9% dla Ge 7% dla Si
Można przyjąć że dla obu złączy prąd wsteczny zwiększa się dwukrotnie przy wzroście temp o 10`C
Zakres przebicia
Tu zmiany napięcia w funkcji temperatury można zapisać w postaci zależności liniowej
Up=Up(0)[1+ β(T-T0)] β-temp współcz przebicia
β<0 dla Zenera β>0 dla lawinowego
a)Przebicie Zenera
wzrost T
-zmniejszenie szerokości pasma zabronionego
-zmniejszenie szerokości warstwy zaporowej
-wzrost prądu Zenera przy stałym napięciu lub zmniejszenie napięcia przy stałym prądzie
b) Przebicie Lawinowe
wzrost T
-wzrost amplitudy drgań atomów
-wzrost prawdopodobieństwa zderzeń
-mniejsza droga swobodna nośników
-mniejsza wartość energii kinet nośników
-zmniejszenie prawdopodobieństwa jonizacji zderzeniowej
-zmniejszenie prądu przy stałym napięciu lub wzrost napięcia przy stałym prądzie
Kierunek przewodzenia
J=JR [exp qU/mkT -1]
Temp współczynnik prądu przewodzenia przy stałym napięciu U wynosi:
1/J dJ/dTU = 1/ JR dJR/dT - qU/mkT
1/J dJ/dTU =(Wg-qU)/ 2kT2 Si małe prądy
1/J dJ/dTU =(Wg-qU)/ kT2 Ge i (Si praca normal)
Współczynnik temperaturowy prądu przewodzenia wynosi 8% dla typowych warunków pracy złączy w temp. 300K
U=0.3V dla Ge , U=0.3V dla Si małe prądy
U=0.7V dla Si normalna praca