Вольт - амперная характеристика реального диода

Обратная ветвь вольт - амперной характеристики: На рисунках показаны основные составляющие обратного тока реального кремниевого и германиевого диодов причем масштабы рисунков различны поскольку ток I o германиевом диоде на несколько порядков больше, чем в кремниевом .

Прямая ветвь вольт - амперной характеристики: Величина прямого тока в диоде должна зависеть от напряжения экспоненциально. Однако реальные характеристики отличаются от экспоненты по ряду причин. Ввиду резкой зависимости прямого тока от напряжения ВАХ обычно описывают беря ток I в качестве аргумента:

Отсюда видно, что напряжение U, соответствующее некоторому заданному значению прямого тока I тем больше, чем меньше обратный ток I 0 .У кремниевых диодов, ток I 0 которых значительно меньше, чем у германиевых, начальный участок прямой ветви очень пологий.

Отсюда видно, что напряжение U, соответствующее некоторому заданному значению прямого тока I тем больше, чем меньше обратный ток I 0 .У кремниевых диодов, ток I 0 которых значительно меньше, чем у германиевых, начальный участок прямой ветви очень пологий.

На этом участке ток I у кремниевых диодов определяется в основном процессами рекомбинации носителей в переходе, которые при U > 0 преобладают над процессами тепловой генерации. Изменяется также вид вольт - амперной характеристики в зависимости от площади перехода S, с её увеличением растет тепловой ток, а следовательно, и пямая ветвь характеристики идет круче. Существенное влияние на ход зависимости оказывает омическое сопротивление базового слоя. Падение напряжения на нём выражается: , учитывая это падение напряжения зависмость напряжения от тока запишем в виде:

Начальный участок прямой ветви ВАХ во всех диодах отличается от кривой соответствующей идеализированному переходу. В германиевых диодах наклон кривой оределяется в основном значением теплового тока, а в кркмниевых диодах - током рекомбинации. Резкий рост прямого тока у германиевых диодов начинается, как правило, при меньших значениях прямого напряжения.

В начале крутого участка характеристика близка к экспоненциальной; здесь основную роль играет диффузия инжектированных в базу носителей (низкий уровень инжекции). В дальнейшем все больше сказывается влияние объёмного сопротивления базы и других процессов. Характер ВАХ существенно различен для германиевых и кремниевых диодов, для диодов с толстой и тонкой базой и д.р.

Изменение вольт - амперной характиристики с температурой: Для полупроводниковых приборов и, в частности, диодов эта зависимость весьма существенна. На рисунке показаны зависимости ВАХ диодов в зависимости от температуры.

И тепловой I 0 и ток I g пар зарядов в переходе определяющие обратную ветвь характеристики для германиевых и кремниевых диодов соответственно, увеличиваются с температуру по закону:

Обратный ток с увеличением температуры увеличивается на каждые 10 градусов в два раза в Ge диодах и в 2.5 раза в Si диодах.

Для оценки температурной зависимости прямой ветви характеристики используется специальная величина - температурный коэффициент напряжения, показывающий изменение прямого напряжения за счёт изменения температуры на один градус при постоянном значении прямого тока. Температурный коэффициент напряжения для Si и Ge диодов приближённо равен -2 мВ/с.