Тепловой пробой.

В основе теплового пробоя лежит саморазогрев p-n -перехода при протекании обратного тока. С ростом температуры обратный ток резко возрастает и увеличивается мощность, рассеиваемая в p-n -переходе, что приводит к дальнейшему повышению температуры и дальнейшему росту тока и в конечном итоге к плавлению полупроводника и выходу прибора из строя. Тепловой пробой, как правило, необратим в отличие от электрического пробоя.

Мощность, подводимая к p-n -переходу, равна P _подв =U _обр I _обр, отводимая мощность определяется теплопроводностью:

,

где T _п – температура перехода, T ₀– температураповерхности кристалла, R_T – тепловое сопротивление (К/Вт).

С повышением напряжения растет как подводимая, так и отводимая мощность, до достижения напряжения теплового пробоя U_T P _отв = P _подв. При превышении U_T выделяющееся тепло не успевает отводиться от p-n -перехода, и температура начинает неограниченно возрастать, ток при этом растет, а напряжение падает. Таким образом, ВАХ при тепловом пробое имеет участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением.

На рис.2.7 показан вид обратной ветви ВАХ при электрическом (кривая 1) и при тепловом пробое (кривая 2). Напряжение U_T зависит от D W, I _обр и R_T. Германиевые p-n -переходы с малой шириной запрещенной зоны D W и с большим тепловым током склонны к тепловому пробою. В кремниевых p-n -переходах U _л, U _{ту н} <U_Т и тепловой пробой самостоятельно возникнуть, как правило, не может. Он может произойти только после электрического пробоя, если ток превысит допустимое значение.