Электрические св-ва кремния и германия

В качестве ВД используются сплавные, диффузионные и эпитаксиальные диоды на основе несимметричных p-n переходах. Допустимую площадь p-n перехода рассчитывают исходя из допустимой плотности тока.

J_si=200 А/см², J_Ge=100 А/см². Макс I_прям=4000А, Макс U_обр=4000В

 

ВАХ диодов при разл темпреатурах

 

Отличия:

1.Прямое падения напряжения Ge примерно в 2 раза меньше Si, что вызвано меньшей высотой потенциального барьера изза меньше ширины запрещенной зоны – единственное, но существенное, преимущество Ge перед Si

2.Обратные токи в Siдиоде меньше чем Ge, при одинаковых U_обр, что вызвано шириной зз (4.8)

3. U_обр (Si) > Ge из за ширины зз

3.Обратная ветвь ВАХ Si не имеет ярко выраженного участка напряжения, т.к. обратный ток кремниего перехода определяется в основном током генерации и током утечки. Обратный ток Ge-го диода определяется в основном тепловым током.

4.Диапазон рабочих температур: верхний предел определяется ухудшением выпрямительных свойств из-за роста теплового тока. При высоких температурах уменьшается подвижность, что ведет к увеличению сопротивления базы и увеличению прямого падения напряжения.

Верх tC для Ge 70-80 градС, для Si 125-150

Нижний t предел опр:1)различием температурных коэфицентов элементов конструкции 2)Wионизации примесей 3)Увел-ие роста Uпрям из за увел-ия высоты потен.бар. (предел 60градС)

Пробой в кремниевых диодах – лавинный,=> ТКН положительный. В германиевых диодах – пробой лавинный, но т.к. обратные токи Ge велики, то раньше может наступить тепловой пробой.Оч.чувств-ны к перегрузкам

Вентильные свойства тем лучше, чемменьше тепловой ток Iобр. насыщ. при заданном Uобр и чем меньше U прямое при заданном Iпрямом

3. Импульсные диоды. П/п прибор для работы в имп-ном режиме, и имеющий малую длительность прех-ных процессов.От выпрямит-ых отличается малыми ёмкостями, уменьш емкостей происх за счёт умен-ия Sперех => Pрассеяния также мала.

Параметры: 1) общая ёмкость диода; 2) max имп. прямое напряжение; 3) max допустимый имп. ток; 4) время установления прямого напр.; 5) время восст. обр. сопротивления и время установления прямого напряжения 6) заряд переключения – величина заряда, переносимого обратным током после переключения диода с заданного прямого напряжения на заданное обратное. Режим работы имп. диода.

Условия работы Имп.диодов соответсвуют высокому уровню инжекции, т.е. работают при больших прямых токах. При переключении напр-я с прямого на обратное нз в базе, накопленные в прямом токе не успевают рассосаться. Поэтому происходит выброс обратного тока. С течением времени накопленные в базе неосовные носители заряда рекомб., уходят ч/з переход, сопр. базы увелич-ся и обратный ток падает до некоторого знач-я I насыщения, а обратное сопротивление восстанавливается до своего постоянного значения. Время восстановления обратного сопротивления равно интервалу от момента перехода тока через ноль после изменения полярности приложенного напряжения с прямого на обратное до момента достижения обратным током заданного низкого значения 0.1Iпрямого.

Рисунки:

процессом восст-я обр. сопр -Переходный процесс при переключ. прямого на обр. и уменьшении обр.тока до опред-го знач., называется. А время – время восстановления обратного сопротивления.