Основные теоретические положения. Полупроводниковым диодом называют двухэлектродный полупроводниковый прибор, содержащий один или несколько электрических переходов (p-n-переходов или переходов

Полупроводниковым диодом называют двухэлектродный полупроводниковый прибор, содержащий один или несколько электрических переходов (p - n -переходов или переходов металл-полупроводник).

Стабилитрон относится к специальным диодам. Его особенность состоит в том, что может работать в режиме пробоя, при условии, что мощность рассеяния не превышает допустимую.

Прямая ветвь вольт-амперной характеристики стабилитрона описывается тем же уравнением и имеет тот же вид, что и вольт-амперная характеристика выпрямительного диода.

У диодов в том числе и у стабилитрона при увеличении обратного напряжения наблюдается пробой, под которым понимают резкое увеличение обратного тока. Различают три вида пробоя: тепловой, лавинный и туннельный.

Тепловой пробой обусловлен нагреванием p - n -перехода при протекании через него обратного тока. Рост температуры p - n -перехода приводит к росту обратного тока, который приводит к росту температуры и т.д. Если количество теплоты, выделяемой в переходе, превышает количество отводимой теплоты, то этот процесс будет лавинообразно развиваться и закончится разрушением

p - n -перехода.

Лавинный пробой возникает в p - n -переходах при невысокой степени легирования, когда носители на длине свободного пробега под воздействием электрического поля могут приобрести энергию, достаточную для образования но-

вых пар носителей путем ударной ионизации атомов полупроводника.

Напряжение лавинного пробоя очень слабо

Туннельный пробой имеет место в сильно легированных p - n -переходах и связан с туннельным эффектом, под которым понимают переход электронов

через тонкий потенциальный барьер без изменения энергии.

Напряжение туннельного пробоя не превышает 5 В и тоже очень слабо зависит от тока, протекающего через p – n– переход.

При повышении температуры напряжение лавинного пробоя уменьшается из-за некоторого уменьшения ширины запрещенной зоны (рис. 1).

Лавинный и туннельный пробой не разрушают структуру p-n -перехода, если не переходят в тепловой. Лавинный и туннельный пробой как полезные явления используются в стабилитронах.