больше, чем в случае, когда ток через диод не протекает. Поскольку проводимость полупроводника прямо пропорциональна концентрации подвижных носителей заряда, то понятно, что при протекании прямого тока удельное сопротивление областей базы, примыкающих к р-п переходу, снижается по сравнению с тем значением, которое было без накопленного заряда.

Нарастание tpp

Рис 8.6. Распределение дырок в базе диода в различные моменты времени после приложения импульса прямого тока (координата х-в единицах L)

По этой причине полное сопротивление базовой области при протекании прямого тока меньше, чем без него. Таким образом, накопление избыточных подвижных носителей заряда в базовой области ведет к снижению прямого сопротивления диода.

Скорость распространения дырок в полупроводнике хотя и велика, но не бесконечна, поэтому распределение, изображенное на рис. 8.3, б, устанавливается лишь по истечении некоторого времени после начала протекания тока через диод. Распределение избыточных дырок в базе диода в различные моменты после приложения прямоугольного импульса показано на рис. 8.6.

Явление уменьшения сопротивления базы вследствие инжекции дырок р-п перехода, смещенного в прямом направлении, называют модуляцией сопротивления базы. Таким образом, переходный процесс, искажающий передний фронт импульса, проходящего через диод в прямом направлении, обусловлен модуляцией сопротивления базы.

Послеинжекционное напряжение на диоде. После окончания импульса тока на диоде еще в течение достаточно длительного времени сохраняется напряжение, соответствующее прямому направлению тока через диод (рис. 8.5, б), т. е. диод сам является источником напряжения, которое называют послеинжекционным. Наличие этого напряжения

после окончания действия импульса тока объясняется тем, что падение напряжения на диоде при прохождении прямого тока складывается из падения напряжения на р-п переходе Ип и падения напряжения на базе Иь.

Напряжение на р-п переходе зависит только от концентрации избыточных дырок вблизи него и определяется по известной формуле

Падение напряжения на базе представляет собой чисто омическую составляющую, равную

.б = 1пр/-б. (8.16)

В момент окончания тока величина Uq согласно (8.16) мгновенно спадает до нуля, чем и объясняется скачок напряжения на диоде в этот момент.

Распределение дырок в базе диода мгновенно измениться не может, поэтому величина t/n сохраняется неизменной сразу после выключения тока. Избыточные дырки в базе постепенно рекомбинируют, уменьшение их концентрации около р-п перехода приводит согласно формуле (8.15) R уменьшению величины Un.

Максимальное импульсное прямое сопротивление. Изменение падения напряжения на диоде при подаче импульса прямого тока описывается сложной функцией, полученной при некоторых упрощающих предположениях.

В первом приближении для описания переходной характеристики достаточно знать максимальное и установившееся значения напряжений на диоде и время установления. Максимальное напряжение UnpiP), наблюдаемое в начальный момент, равно сумме падений напряжения на р-п переходе и на немодулированном сопротивлении базы. Поэтому для плоскостных диодов

.пр(0)-6/п + -Ц, (8.17)

1 Во всех импульсных диодах величина гак называемой э. д. с. Дембера, связанной с различием подвижности дырок и электронов, мала по сравнению с напряжением t/g, определяемым по форму ле (8.16).

а для точечных и диодов с золотой связкой

U„p{0) = Ua+iup, (8.18)

где Рб - удельное сопротивление материала базы; S-площадь, а Го -радиус р-п перехода.

Установившееся напряжение на диоде равно

пр(со) = /?д/пр + п, (8.19)

где - сопротивление базы диода, которое она имеет при длительном протекании прямого тока.

Практически величину Ri рассчитать не удается, и она определяется экспериментально по величине скачка напряжения на диоде после окончания импульса тока.

При достаточно больших плотностях прямого тока /„р, что характерно для работы импульсных диодов, величина ()„ оказывается близкой к контактной разности потенциалов на р-п переходе срк, отличаясь от нее, как правило, не более чем на 0,05 - 0,15 в.

При измерении параметров быстродействующих диодов максимальное прямое импульсное напряжение всегда оказывается намного меньше рассчитанного по формулам (8.17) и (8.18). Это объясняется тем, что уже за время - действия фронта импульса прямого тока происходит замет--ная модуляция сопротивления базы. Расхождение между экспериментальными и теоретическими значениями бпр(О) будет тем значительнее, чем больше величины ф, /пр, ре и чем меньше w и Го-

Время установления прямого сопротивления. Скорость спада напряжения на точечном диоде связана с постоянной времени

Тпр=Бг?, (8.20)

В »{50 [Uup (оо) - фк] -- 8}-2 для германия: В ж (25 [U„p (оо) - фк] + 4}-2 для кремния.

Для плоскостного диода при больших плотностях ,- прямого тока (10</пр Рб < Ю) и при не слишком толстой базе f 1 < < б") постоянная времени приближенно

равна

0,2ej;pg)(/.pP«)-»-. (8.21)