Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow P-i-n-діод

Фізичні явища в перемикаючих p-i-n - діодах

Вольт - амперна характеристика

При моделюванні процесів протікання струму в p-i-n - діодах, як правило, використовують таке припущення: ступінчатості розподілу домішок на кордонах p-i та p-n - переходів; незалежність рухливості і часу життя носіїв заряду від їх концентрації; одномірність геометрії діодів.

P-i-n - діоди, які призначаються для високошвидкісної модуляції НВЧ - потужності, зазвичай мають тонку базy: w < Li, де Li - дифузійна довжина носіїв заряду в i - області. Щільність, прямого струму коливається від десятків до тисяч А/см2. У цьому діапазоні густин струму коефіцієнти інжекції переходів суттєво відрізняються від одиниці, тобто відбувається інжекція основних носіїв заряду з бази в низькоомні області p-i-n - структур. Це призводить до того, що нерівноважні носії заряду накопичуються не тільки в i - області, але і в контактних областях. У більшості випадків заряд контактних областей значно менше заряду, що накопичується в базі. Однак рекомбінаційні процеси в цих областях можуть визначати вигляд ВАХ p-i-n - діода. Неідеальність переходів характеризується добротністью Вp і добротністью Вn, які є складними функціями параметрів р - та n - контактних областей та напруги на переходах. Зі збільшенням напруги добротність переходів падає. До зниження добротності призводить також нерізкість реальних p-i - та i-n - переходів і наявність у них значних концентрацій рекомбінаційних центрів. У залежності від співвідношення між рекомбінаційними струмами в базі р-i-n - діода і в контактних областях на ВАХ р-i-n - діода можна виділити три типових ділянки.

1) При малій щільності струму коефіцієнти інжекції р-i - та i-n - переходів близькі до одиниці, переважає рекомбінація в базовій області та ВАХ діода описується залежністю по Холу

, (1)

де Iпр - прямий струм через діод;

Vпр - падіння напруги на діод при прямому зсуві;

q - заряд електрона;

k - постійна Больцмана;

Т - температура.

2) У міру зменшення добротності переходів та зростанням прямого зсуву на діод стає істотною инжекція носіїв заряду в контактні області. Коли рекомбінаційний струм в цих областях стає рівним рекомбінаційному струму в базі, ВАХ р-i-n - діода можна виразити у вигляді

. (2)

Крутизна ВАХ на цій ділянці вище, ніж на холловскій. 3) При подальшому зростанні щільності струму, коли рекомбінація в низькоомних р - та n - областях починає переважати над рекомбінацією в базовій області, крутизна ВАХ p-i-n - діода зменшується, і зв'язок між струмом і напругою на діод приймає вигляд

, (3)

де V0 - сума падінь напруги на контактах і різниці потенціалів Дембера. Слід зазначити, що друга ділянка ВАХ має велику протяжність у діодів з низьким співвідношенням w / Li, у р-i-n - діодів з w / Li ~ 1 такої ділянки ВАХ практично не спостерігається.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 
СКАЧАТЬ ОРИГИНАЛ
P-i-n-діод