емкости зависит от напряжения на переходе и для диодов с резким переходом определяется соотношением [3]

-V20!= 0(1+.) , (2.7)

где Aq - коэффициент, учитьшающий константы и геометрию сплавного перехода; фк - контактная разность потенциалов.

Для диодов с плавным переходом (диффузионные диоды) выражение для барьерной емкости имеет вид [3]

где Л о - коэффициент, учитывающий константы и геометрию диффузионного перехода.

Диффузионная емкость диода пропорциональна прямому току и времени жизни Тр неосновных носителей в области базы и определяется соотношением

Сдиф = у(/+/о)>- (2-9)

Величина диффузионной емкости зависит также от частоты, эта зависимость особенно заметна на частотах, соизмеримых с временем жизни неосновных носителей в базе диода [3]:

Сдиф (со) = - г- - )

/2]/1-Ь l/l-f-cox2

Диффузионная емкость даже при небольших прямых токах значительно превосходит барьерную, поэтому на частотах до 100 Мгц когда можно пренебречь индуктивностью Ls, эквивалентная схема диода при прямом смещении имеет вид, показанный на рис. 2.3.

При обратном смещении дифференциальное сопротивление Гп,весьма велико (это видно из вольтамперной характеристики), параллельно ему включена барьерная емкость, влияние которой проявляется на достаточно низких частотах.

На достаточно высоких частотах активной проводимостью перехода можно пренебречь. Тогда получим эквивалент-

ную схему диода, состоящую из последовательно соединенных емкости перехода и сопротивления базы (рис. 2.4). При этом следует учитывать, что величина барьерной емкости зависит от приложенного к диоду обратного напряжения [формула (2.7) или (2.8)].

Таким образом, основными параметрами диода при работе в прямом направлении являются:

Рис. 2.3. Эквивалентная схема диода, смещенного в прямом направлении.

Рис. 2.4. Эквивалентная схема диода при обратном смещении

- дифференциальное сопротивление i?д, включающее в себя сопротивление перехода, базы, омического контакта и выводов,

- диффузионная емкость Сдиф, характеризующая заряд неосновных носителей, накопленных в базе диода при прохождении через него прямого тока.

Основным. параметром эквивалентной схемы диода, смещенного в обратном направлении, является барьерная емкость Сб при заданной величине постоянного обратного напряжения.

2.3. ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВОЛЬТАМПЕРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИОДОВ

Выбор режима измерения. На вольтамперной характеристике диода имеются области с различными дифференциальными сопротивлениями. Поэтому необходимая точность определения параметров может быть достигнута при соблюдении определенных условий измерения. Выясним, каковы эти условия при измерении прямой характеристики диода. Логарифмируя выражение (2.2), получаем

(2.11)

На основании формул (2.3) и (2.11) можно получить выражение, связывающее относительное изменение напряжения на диоде с вызывающим его относительным изменением прямого тока:

(2.12)

Поскольку справедливо неравенство 1п(1+ /о)>1 при токе более 1 ма, то первый множитель в формуле (2.12) значительно меньше единицы. Так, полагая / = 1 ма, /о= 10 мка, Гб = 10 ом, получаем (AU/U)np = 0,28 (A /)np.

Если сопротивление базы мало, точность измерения напряжения будет выше, чем тока, при одинаковых относительных погрешностях измерения этих величин. Поэтому при оценке параметров прямой ветви вольтамперной характеристики целесообразно задавать постоянный прямой ток /пр и измерять прямое падение напряжения U„p. Требование «задавать ток через диод» означает, что внутреннее сопротивление источника питания должно быть существенно больше сопротивления диода, чтобы изменение напряжения на диоде не вызывало изменений тока, выходящих за пределы заданной погрешности измерений, т. е. источник должен быть генератором тока по отношению к диоду. Это условие распространяется на измерение напряжения во всех участках характеристики, где дифференциальное сопротивление мало. Так, при измерении параметров диода в области пробоя следует задаваться величиной обратного тока /обр и определять обратное напряжение f/обр-Условие, которому должно удовлетворять внутреннее сопротивление генератора постоянного тока, определяется соотношением

TJnp

где А- возможное отклонение величины дифферегш.и-ального сопротивления диода; - максимально возможное отклонение величины прямого падения напряжения

на диоде при заданной величине тока /„р; - дону-