Зенеровскій пробою
Зенеровскій пробою відбувається в результаті переходу валентних електронів з валентної зони в зону провідності. При цьому відбувається руйнування кристалічної решітки в області об'ємного заряду електричним полем. [1]
Зенеровскім пробоєм прийнято називати явище, коли під впливом сильного електростатичного поля вириваються валентні електрони атомів кристалічної решітки. При цьому утворюються парні заряди електрон - дірка, що збільшують зворотний струм через перехід, і руйнується кристалічна решітка в області об'ємного заряду. [2]
При зенеровском пробої це зростання пояснюється тунельним ефектом: переходом електронів через бар'єри, товщина яких менше довжини хвилі електрона. [4]
У певних вузьких областях зворотних напруг діодів даного типу відбувається тунельний пробій діода, відомий під назвою зенеровского пробою; крутизна характеристики di / du в області пробою дуже велика, але негативний нахил цієї ділянки характеристики не є ні типовим, ні істотним для використання діодів в якості стабілітронів. [5]
Як зазначалося, характер пробою р-п переходу пов'язаний з питомим опором напівпровідника. При малих рг (для германію менше 20 Ом - м) розвивається зенеровскій пробою. а при великих (більше 100 Ом - м в германии) - лавинний. У проміжній області рг обидва типи пробою різновірогідні. [6]
Колишні пояснення [18] явищ пробою, що спостерігалися в р - n - переходах, грунтувалися на теорії, спочатку висунутої Зенера для пояснення пробою в ізоляторах. Тому розглядається явище пояснювали, та й зараз ще іноді (помилково) пояснюють як зенеровскій пробою. Для зворотних пробивних напруг вище приблизно 6 в для кремнію і 3 в для германію експериментальні дані значно розходяться з тим, що дає теорія внутрішньої автоелектронної емісії. Схематично це показано на фіг. [7]
У напівпровіднику під впливом досить сильного електричного поля розриваються зв'язку, які утримують валентні електрони в атомі, і утворюються нові електронно-діркові пари, що призводять до різкого зростання струму через перехід. Встановлено, що в р - n - переходах з пробивним напругою менше 5 в має місце зенеровскій пробою. а при більш високій напрузі - лавинний. [8]
Такий механізм переходу електрона крізь потенційний бар'єр є чисто квантовим і пояснюється в квантовій механіці за допомогою тунельного ефекту. Вперше це явище було досліджено німецьким вченим Зенера, тому цей вид пробою в літературі часто називають зенеровскім пробоєм. а діоди, використовують цей вид пробою для стабілізації напруги, - стабілітронами або зенеровскімі діодами. [9]
Основна логіка дії перемикачів струму описана в гл. Припустимо, що Та (фіг. Елементи передачі напруги (V) являють собою батареї або будь-якої прилад, що моделює батарею (наприклад, діод Зенера, що працює тільки в області Зенеровского пробою); ці елементи забезпечують падіння напруги, рівне необхідного номінального колекторного напруги. коли Тг знаходиться в стані вимкнено, струм, рівний току / 2 джерела струму, протікає через елемент передачі напруги V. Джерело струму / 3 забезпечує струм / 2, рівний - 3 ма; через опір навантаження транзистора протікає струм 3 ма; вихідна напруга при цьому становить - 0 6 ст. У іншому плечі тригера транзистор Т2 знаходиться в стані включено, і протікає колекторний струм дорівнює a B / j, що становить приблизно 6 ма. У цьому випадку через елемент передачі напруги V протікає струм / 2 - 6 ма; оскільки на навантаження подається струм / 2 - 3 ма, через опір навантаження протікає 3 ма. [10]
Розглянемо принцип дії, конструкцію і електричні характеристики нового сімейства тиристорів. Як випливає з еквівалентних схем і вольт-амперної характеристики (рис. 13), необхідна умова перемикання для симетричній структури має місце для обох напівперіодів синусоїдальної напруги. Отже, симистор в принципі може перемикатися при різних полярностях напруги живлення. Однак наявність додаткового діода (рис. 13, б), зміщеного в зворотному напрямку, здавалося б, зводить нанівець всі переваги такого приладу. Справа в тому, що залишкова напруга на сімісторов в режимі пропускання струму не може бути менше напруги зенеровского пробою додаткового діода. Крім того, перехід, який є додатковим діодом при одній полярності напруги живлення, служить емітером складеного транзистора при протилежної полярності. Звідси виникає необхідність вибору оптимального компромісного рішення. [11]
Якщо УПВ знаходиться у відкритому стані і на нього раптово подано зворотна напруга, то початковий струм буде обмежений тільки зовнішнім навантаженням. Неосновні носії видаляються з двох базових областей, як про це говорилося в розд. Але одна з транзисторних частин завжди відновлюється раніше інший. Через це весь струм повинен текти через зміщений у зворотному напрямку перехід, який знаходиться в режимі лавинного або зенеровского пробою. Це висока напруга разом з великим перемикається струмом може призвести до помітного нагрівання приладу. [12]
Сторінки: 1