Лавинный пробой заключается в том, что под действием сильного электрического поля носители заряда, попавшие в переход (электроны или дырки), за время свободного пробега между столкновениями приобретают энергию, достаточную для ионизации атома. При этом образуется пара свободных носителей заряда. В свою очередь, эти вновь образованные носители заряда, ускоряясь в поле, могут также произвести ионизацию.

Таким образом, полный ток через переход / будет больше, чем ток /о, обусловленный попаданием в него электронов или дырок:

/ = M/o. (1.28)

Коэффициент М носит название коэффициента умножения.

При некоторых условиях - высокой напряженности поля и достаточной ширине перехода - величина TW оо: происходит лавинный пробои перехода.

Коэффициент лавинного умножения М может быть найден нз следующего эмпирического соотношения:

М =-Ui, (1.29)

где t/л - напряжение лавинного пробоя.

Величина t/л связана со свойствами полупроводникового материала, из которого изготовлен переход,

t/л = глр«. (1.30)

Для переходов на основе кремния значения величин п т, к, входящих в формулы (1.29) и (1.30), следующие:

Таким образом, в области лавинного пробоя вольтампер-ная характеристика перехода имеет вид

(1.31)

Дифференциальное сопротивление в области лавинного пробоя перехода равно

, . (1-32)

Тепловой пробой. Тепловой пробой р-п перехода возникает вследствие потери устойчивости теплового режима его работы. При увеличении приложенного к переходу обратного напряжения мощность, рассеиваемая на нем, растет. Это приводит к увеличению температуры перехода и соседних с ним областей полупроводника. В свою очередь, увеличение температуры приводит к повышению обратного тока перехода и рассеиваемой мощности. Таким образом, возникает своеобразная теплоэлектрическая обратная связь между величиной тока и температурой р-п перехода.

При плохих условиях теплопередачи от перехода происходит лавинообразное нарастание температуры - тепловой пробой, который часто кончается разрушением перехода.

Характерным признаком теплового пробоя является наличие на вольтамперной характеристике перехода при больших обратных напряжениях участка с отрицательным дифференциальным сопротивлением.

Особенностью пробоя перехода является его локализация в некоторых «слабых» местах перехода. Температура этих участков может значительно превышать среднюю по всей площади перехода. В этих же участках, следовате.чьно, наиболее вероятно разрушение перехода вследствие перегрева.

ЛИТЕРАТУРА

1. Иоффе А. Ф. Физика полупроводников. Изд-во АН СССР, 1957, стр. 257-267. . 2. Степаненко И. П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. Изд-во «Энергия», 1967.

3. Ш о к л и. В. Теория электронных полупроводников. Изд-во

иностранной литературы, 1953.

4. Федотов "Я. А. Основы физики полупроводниковых при-

боров. Изд-во «Советское радио», 1963, стр. 73-132. Б. П и к у с Г. Е. Основы теории полупроводниковы} приборов. Изд-во «Наука», 1965.

2. ВОЛЬТАМПЕРНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, ЭКВИВАЛЕНТНАЯ СХЕМА ДИОДА И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ОСНОВНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

2.1. ВОЛЬТАМПЕРНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИОДА

В предыдущей главе показано, что вольтамперная характеристика (ВАХ) р-п перехода может быть представлена следующим выражением:

/=/о(ес-1), (2.1)

где 1 = -; при комнатной температуре у = 25 лге.

У реального диода последовательно с р-п переходом имеется сопротивление базы г. При больших прямых токах падение напряжения на сопротивлении базы соизмеримо с падением на переходе. С учетом сопротивления базы аналитическое выражение зависимости тока диода от приложенного к нему напряженияможет быть представлено в следующем виде:

/ = /Je(-6) 1], (2.2)

где и - напряжение, приложенное к диоду; гс - сопротивление базы.

Проведя логарифмирование и дифференцирование выражения (2.2), определим дифференциальное сопротивление в любой точке прямой ветви вольтамперной характеристики:

Из формулы (2.3) следует, что при малых токах дифференциальное сопротивление зависит главным образом от сопро-