лишь постепенно с течением времени он уменьшается до значения, равного /обр-Причиной наблюдаемого переходного процесса является эффект накопления и рассасывания неосновных носителей заряд-а в базе диода. Известно, что при подаче Ца диод

(рис. 8.3, а) прямого смещения р-п переход инжектирует в область базы дырки, которые под действием диффузии перемещаются в направлении базового омичес-коТо контакта. В процессе диффузии часть инжектиро- ванных дырокрекомбинирует с электронами базы, поэтому концентрация избыточных дырок уменьшается по мере удаления от р-п перехода. При длительном протекании прямого тока процесс рекомбинации дырок в базе уравновешивается их инжекцией р-п переходом. Возникает некоторое установившееся состояние, характеризующееся таким распределением дырок, которое на рис. 8.3, б изображено кривой при = 0. Полное количество дырок в базе диода при протекании прямого тока значительно больше, чем в случае, когда ток через диод не протекает. Происходит накопление дырок или, поскольку дырки можно считать заряженными-частицами, накопление заряда. При смещении р-п перехода в обратном направлении дырки из базовой области беспрепятственно переходят в р-о,бласть. Величина возникающего вследствие этого обратного тока зависит от концентрации дырок около р-п перехода-со стороны базы. Чем больше эта концентрация, тем больше и обратный ток, при этом безразлично, что явилось причиной возрастания числа свободных дырок - воздействие света, повышение температуры или эффект .накопления заряда.

Рис. 8.2. Схема переключения и осциллограммы входного напряжения и тока через диод.

Две фазы восстановления обратного сопротивления.

Концентрация накопленных дырок вблизи р-п перехода обычно достаточно высока, и велика также скорость их перемещения в р-область, поэтому при резком переключении приложенного к диоду напряжения через него мог бы протекать значительный (теоретически бесконечный)

Омичесиие контаиты

База

Про.

•ПпО

-Рпо

0<t<t,

Рис. 8.3. Схема диода и вид распределения равновесных концентраций носителей заряда в р- и и-областях (а); распределение дырок в различные моменты после .переключения (б).

обратный ток. Иными словами, сразу после переключения р-п переход обладает нулевым сопротивлением.

Благодаря наличию ограничивающего сопротивления

обратный ток через диод, сразу после переключения не может быть бесконечно большим, он равен ц = uJRw где Ицип - амплитуда импульса обратного напряжения на входе схемы (рис. 8.2, а). ✓

По мере протекания обратного тока количество избыточных дырок в базе уменьшается как за счет их вытягивания в р-область, так и вследствие непрекращающегося процесса рекомбинации с электронами.

Распределение концентрации дырок в различные моменты времени после переключения показано на рис. 8.3, б. До тех пор, пока концентрация дырок в точке с координатой х = О

не снизится до нуля, через р-п переход протекает большой обратный ток, ограничиваемый лишь сопротивлением нагрузки. В дальнейшем обратный ток уменьшается, достигая с течением времени значения, равного /обр-

Таким образом, переходная характеристика диода при переключении его из прямого направления на обратное включает в себя две фазы: фазу постоянного обратного тока (или фазу высокой обратной проводимости) и фазу спада (или восстановления) обратного тока.

Длительность фазы постоянного обратного тока. В слу чае сплавного плоскостного диода с толстой базовой областью {w 2Lp) длительность фазы постоянного обратного переходного тока ti, т. е. длительность плоской части импульса обратного тока («полочки»), определяется выражением

erf i/. = iHf. (8.1)

Величина пропорциональна Тр, а также зависит от отношения ii/tnp- Для больших. и малых значений i, используя формулы разложения интеграла ошибок в ряд, можно получить выражения, определяющие ti в явном виде.

С 10%-ной точностью при /i/tnp>l имеем

= (<;;7тт,Г . Р-

а при условии 0,01 <ti/tnp< 0,2

1 = 0,65 т In (8.3)

«1

, Для точечных диодов приведенные формулы несправед-дивы. Когда линейные размеры контакта соизмеримы с диф-.фузионной длиной дырок в базе Lp, величина оказывается меньше рассчитанной по формуле (8.1). Если считать, что в точечном диоде р-п переход имеет вид полусферы радиуса Го, то при Го/Lp = 1 длительность «полочки» в 3 раза, а при Го/Ьр = 0,3 - в 6 раз меньше рассчитанной по формуле

Для Сокращения написания принято следующее обозначение

e-rfa.

интеграла ошибок: erf с л; = 1-erf л: = 1-Г7=