Laboratorium Elektroniki cz I
8

32

32

(1.8)

gdzie: Rs - rezystancja obszarów obojętnych i doprowadzeń.

Rzeczywistej diody nie można polaryzować w kierunku zaporowym dowolnie dużym napięciem. Po przekroczeniu pewnej krytycznej wartości napięcia polaryzującego Ubr następuje przebicie złącza, objawiające się gwałtownym wzrostem natężenia prądu płynącego przez złącze. Wyróżniamy dwa podstawowe mechanizmy przebicia napięciowego złącza p-n; są to mechanizmy tunelowy (Zenera) i lawinowy (rys. 1.4). Zjawisko tunelowe ma miejsce w silnie domieszkowanych złączach o cienkich bazach, gdy z obu stron bariery potencjału są dozwolone i puste poziomy energetyczne. Wówczas, gdy natężenie pola elektrycznego przekroczy wartość krytyczną (ok. 10⁸ V/m), następuje przeskok elektronów bez zmiany ich energii, przez barierę potencjału, z pasma walencyjnego do pasma przewodnictwa - tworząc tunelowy prąd zwany prądem Zenera. Natomiast w diodach o grubych bazach, nie domieszkowanych tak silnie przeskok tunelowy nie jest możliwy. Ale jeżeli natężenie

I

1

Rys. 1A Obszar przebicia złącza p-n: 1 - przebicie lawinowe, 2 - przebicie tunelowe, 3 - przebicie cieplne, 4 - przebicie lawinowe z kanałem powierzchniowym

pola elekrycznego osiąga wartość rzędu 10⁶ V/m, to nośniki mniejszośi wają wystarczającej energii do jonizacji atomów sieci krystalicznej tworząc pary elek-tron-dziura. Nowo powstałe nośniki jonizują kolejne atomy sieci i tak tworzy się prąd zwany lawinowym. W obu przypadkach, o ile nie dojdzie do przepływu prądów o zbyt dużym natężeniu przez zbyt długi czas, co związane jest z wydzielaniem się ciepła w złączu, to zjawiska te są w pełni odwracalne. Natomiast gdy wydzielona ilość ciepła jest zbyt duża w stosunku do ciepła odprowadzanego ze złącza, to nagrzaniu ulega materiał półprzewodnikowy i może nastąpić przebicie cieplne (rys. 1.4). Jeżeli temperatura osiągnie wartość powodującą destrukcję struktury krystalicznej, to złącze ulega trwałemu uszkodzeniu.

Ml SI

1.2.2. Parametry małosygnałowe diody

Są to parametry wyznaczone dla diody przy małej amplitudzie sygnału zmiennego, gdy złącze p-n można traktować jako element liniowy. W zakresie małych częstotliwości parametry te są wielkościami rzeczywistymi, a ich wartości nie zależą od częstotliwości. Należą tu takie parametry, jak:

•    Rezystancja dynamiczna r_d - określona dla konkretnego punktu pracy

dU m-<p_T    m-cp_T AU

^d dl    I+l_s I    Al    ^V

•    Rezystancja szeregowa r_s - rezystancja obejmująca rezystancje obszarów obojętnych, styków półprzewodnika z doprowadzeniami i doprowadzeń.

•    Rezystancja upływu r„ - obejmująca prąd upływu płynący po powierzchni złącza przy polaryzacji w kierunku zaporowym, a spowodowanej jego stanami\po-wierzchniowymi.

•    Rezystancja przyrostowa r_T

rT = rs + r_d    (1.10)

1.2.3. Parametry techniczne diod

Ze względu na konieczność długotrwałej, niezawodnej pracy diod w różnych układach elektronicznych i w różnych warunkach otoczenia, w katalogach podaje się szereg parametrów technicznych w tym celu, aby konstruktor mógł dobrać właściwy element. Parametry techniczne diod dzielimy na trzy podstawowe grupy: