Đặc Tuyến Volt-ampere. - Chất Bán Dẫn điện < Eg ≤ 2eV - 123doc

- Có được lòng yêu nghề, say mê tìm hiểu các kiến thức trong lĩnh vực điện tử.

b) Chất bán dẫn điện &lt; Eg ≤ 2eV; c) Chất dẫn điện

3.2.1 Đặc tuyến Volt-ampere.

Diode bán dẫn có cấu tạo là một chuyển tiếp p-n với hai điện cực nối ra phía miền p là anốt, phía miền n là katốt.

Hình 2.9: Mạch khảo sát và đặc tuyến Volt - Ampere của diode bán dẫn.

Nối tiếp điốt bán dẫn với 1 nguồn điện áp ngoài qua 1 điện trở hạn chế dòng, biến đổi cường độ và chiều của điện áp ngoài, người ta thu được đặc tuyến Von-Ampe của điốt có dạng như hình 2.9. Đây là 1 đường cong có dạng phức tạp, chia làm 3 vùng rõ rệt: Vùng (1) ứng với trường hợp phân cực thuận vùng (2) tương ứng với trường hợp phân cực ngược và vùng (3) được gọi là vùng đánh thủng tiếp xúc p-n.

Qua việc phân tích đặc tính Von-Ampe giữa lí thuyết và thực tế người ta rút được các kết luận chủ yếu sau:

- Tại vùng mở (phân cực thuận).

+ Dòng điện thuận (Ith) tăng theo điện áp thuận UAK. Khi UAK còn nhỏ, dòng qua diode tăng chậm do hiện tượng phun hạt đa số qua tiếp giáp p-n còn nhỏ. Khi UAK có giá trị lớn, dòng qua diode tăng nhanh

+ Dòng điện ngược (Ing) bão hòa phụ thuộc vào nhiệt độ và khi giữ cho dòng điện thuận qua diode không đổi, điện áp thuận sẽ giảm tỉ lệ theo nhiệt độ.

- Tại vùng khóa (phân cực ngược).

+ Dòng điện qua tiếp giáp p-n là dòng điện ngược nên có giá trị nhỏ và phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ. Khi nhiệt độ tăng, dòng điện ngược cũng tăng theo và gần như tăng gấp đôi khi gia số nhiệt độ tăng 100C

+ Các kết luận vừa nêu chỉ rõ hoạt động của điôt bán dẫn phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ và trong thực tế các mạch điện tử có sử dụng tới điốt bán dẫn hoặc tranzito sau này, người ta cần có nhiều biện pháp nghiêm ngặt để duy trì sự ổn định của chúng khi làm việc với môi trường gia tăng nhiệt độ.

- Tại vùng đánh thủng (khi UAK < 0 và có trị sốđủ lớn) dòng điện ngược tăng đột ngột trong khi điện áp giữa anốt và katốt không tăng. Tính chất van của điốt khi đó bị phá hoại. Tồn tại hai dạng đánh thủng chính:

+ Đánh thủng vì nhiệt do tiếp xúc p-n bị nung nóng cục bộ, vì va chạm của hạt thiểu sốđược gia tốc trong trường mạnh. Điều này dẫn tới quá trình sinh hạt ồạt (ion hóa nguyên tử chất bán dẫn thuần, có tính chất thác lũ) làm nhiệt độ nơi tiếp xúc tiếp tục tăng. Dòng điện ngược tăng đột biến và mặt ghép p-n bị phá hỏng.

+ Đánh thủng vì điện do hiệu ứng ion hóa do va chạm giữa hạt thiểu sốđược gia tốc trong trường mạnh cỡ 105V/cm với nguyên tử của chất bán dẫn; do hiện tượng nhảy mức trực tiếp của điện tử hóa trị bên bán dẫn P xuyên qua rào thế tiếp xúc sang vùng dẫn bên bán dẫn N.