в этих формулах значение Тпр получается в секундах, если остальные величины измеряются в следующих единицах: и„р, в; фк, в; /пр, а/см; р, ом-см. Полное время установления прямого напряжения на диоде обычно равно (1 4) Тпр для плоскостных диодов. Функция U„p{t), описывающая спад прямого напряжения, очень сильно отличается от экспоненты.

Если ввести постоянную времени

ТО окажется, что в начале переходного процесса То<;0,1тпр, а в конце ТоЖТпр или даже То>-Тпр.

Следует отметить, что формулы (8.20) и (8.21) справедливы далеко не всегда и могут быть использованы лищь для качественных оценок, а не для получения точных расчетных выражений.

В подавляющем больщинстве случаев время установления прямого сопротивления диодов Туе. уменьщается с повышением их быстродействия. Для примера укажем, что точечные диоды типа Д9 и плоскостные типов Д219-220 со временем переключения в несколько десятых долей микросекунды характеризуются значением Туст » 0,1 мксек. Быстродействующие точечные диоды типа Д18 имеют Туст « ж 10 20 нсек. Еще быстрее прямое сопротивление устанавливается у быстродействующих плоскостных диодов. Так, для диодов типа ДЗП Туст составляет несколько наносекунд, а для диодов типов КД503А, Б Туст <С 2 нсек.

Спад послеинжекционной э. д. с. во времени описывается для сплавных диодов выражением

dUnp(t) kT \

dt q tp

(8.23)

Эта формула справедлива для большей части изменения напряжения («хвоста»); лишь в самом начале процесса

(при <[Тр)1 и в заключительной его фазе при U„p ()«j закон изменения напряжения близок к экспоненциальному.

При рассмотрении спада послеинжекционной э. д. с. время отсчитывается от момента окончания импульса прямого тока.

Полагая для простоты, что формула (8.23) справедлива на всем участке изменения U„p{t) (т. е. до тех пор, пока пр {t) > 0), и считая, что сразу после окончания тока пр = фк получаем

пр(0 = Фк-

(8.24)

Таким образом, уменьшение напряжения на диоде на 0,1 в происходит за время, равное 4тр.

R=ieo ом

/560 ом ,1,5 к 3,3 к

Рис. 8.7. Спа.г„послеинжекционной э. д. с. германиевого точечного диода при различных сопротивлениях нагрузки.

У точечных диодов длительность спада послеинжекцион-ного напряжения меньше, чем у плоскостных, так как в начальной части переходного процесса у точечного диода напряжение уменьшается быстрее по сравнению с процессом, описываемым формулой (8. 24). Точное выражение закона уменьшения напряжения для точечного диода громоздко. При Го/Lp « 0,2 у точечного. диода наблюдается примерно четырехкратное уменьшение длительности переходного процесса выключения по сравнению со сплавным диодом, имеющим такое же время жизни дырок в базе.

Если после окончания импульса прямого тока диод оказывается замкнутым на сопротивление конечной величины, то спад послеинжекционного напряжения происходит быстрее. Под действием остаточной э. д. с. диода по цепи протекает ток обратного направления, величина которого тем больше, чем меньше сопротивление нагрузки в цепи диода. При этом часть накопленных дырок покидает базу диода и процесс возвращения его в равновесное состояние заканчивается быстрее, чем в том случае, когда накопленный заряд убывает только вследствие рекомбинации (рис. 8.7).

Большинство приведенных в этой главе формул содерлсат величину времени жизни дыроквбйзе Тр. Измеряя длительности различных переходных процессов, можно, используя теоретические выражения, рассчитать значение Тр в базе диода. Наиболее -часто для этой цели применяютвыражения (8.1) и (8.23), но используются и другие формулы. Следует специально обратить внимание на то, что время жизни дырок не является константой полупроводника базы, а зависит от концентрации избыточных дырок и их распределения подлине базы х. Поэтому при различных методиках и режимах измерения могут быть получены разные чис-сленные значения величины Тр.

8.4. ДИОДЫ С НАКОПЛЕНИЕМ ЗАРЯДА

Переходная характеристика диффузионного диода.

В § 8.2 отмечалось, что у диффузионных диодов длительность фазы высокой обратной проводимости больше, чем у сплавных, а длительность фазы спада обратного тока 2 меньше. У некоторых типов диффузионных диодов переходная характеристика переключения имеет почти прямоугольный вид.

Подобные приборы, получившие название диодов с накоплением заряда (ДНЗ), находят все более широкое применение в ряде оригинальных электронных схем, где они являются основным активным элементом.

При конструировании диодов с накоплением заряда стремятся неограниченно увеличивать длительность ti, тем самым увеличивая суммарное время переключения. Однако благодаря тому, что при работе диода в схемах используется исключительно малая длительность фазы tz, эти- приборы справедливо относятся к числу быстродействующих импульсных диодов.

Влияние тормозящего поля на переходную характеристику. Характерной особенностью диффузионных диодов является наличие внутреннего тормозящего поля в базе около р-п перехода, которое обусловлено неравномерным распределением ионизированных примесей. Вследствие этого накопление дырок при протекании прямого тока происходит только вблизи р-п перехода, так как тормозящее поле препятствует их диффузии в удаленные области базы.

Равновесное распределение дырок деформируется так, что величина pi и крутизна спада кривой распределения