Накопление - неравновесный носитель - заряд
Cтраница 2
 |
Структуры диодного ( а и триодного ( б тиристоров. [16] |
Следствием активного шунтирования всех эмиттерных переходов является также то, что оба коэффициента передачи тока эмиттера транзисторных структур, составляющих тиристор, оказываются малыми. Поэтому при прямом напряжении на тиристоре основным физическим процессом, приводящим к накоплению неравновесных носителей заряда в базовых областях и к переключению тиристора из закрытого состояния в открытое, будет ударная ионизация в коллекторном переходе. [17]
 |
Структура симметричного тиристора, переключаемого из закрытого состояния в открытое током управляющего. [18] |
Как было показано в § 5.3, увеличение тока через один из эмиттерных переходов из-за подачи соответствующего напряжения на управляющий электрод приводит к накоплению неравновесных носителей заряда в базовых областях тиристора и к включению его при напряжении между основными электродами, значительно меньшем, чем напряжение включения при разомкнутой цепи управляющего электрода. Процесс накопления неравновесных носителей заряда в базовых областях происходит не мгновенно, поэтому для включения тиристора необходимо, чтобы импульс управляющего тока имел определенную длительность и амплитуду. [19]
Как отмечалось в § 5.1, увеличение тока, проходящего через один из эмиттер-ных переходов тиристора, путем подачи соответствующего напряжения на управляющий электрод приводит к накоплению неравновесных носителей заряда в базовых областях тиристора и к переключению его в открытое состояние при анодном напряжении на тиристоре значительно меньшем, чем / вкл. При этом процесс накопления неравновесных носителей происходит не мгновенно; поэтому для включения тиристора необходимо, чтобы импульс управляющего тока имел определенную длительность и амплитуду. [20]
Как было показано в § 5.3, увеличение тока через один из эмиттерных переходов из-за подачи соответствующего напряжения на управляющий электрод приводит к накоплению неравновесных носителей заряда в базовых областях тиристора и к включению его при напряжении между основными электродами, значительно меньшем, чем напряжение включения при разомкнутой цепи управляющего электрода. Процесс накопления неравновесных носителей заряда в базовых областях происходит не мгновенно, поэтому для включения тиристора необходимо, чтобы импульс управляющего тока имел определенную длительность и амплитуду. [21]
 |
СВЧ-лиод с переходом Шоттки на арсениде галлия. [22] |
Диоды Шоттки позволяют значительно уменьшить коэффициент шума. В них использован выпрямляющий контакт между полупроводником и металлом, в котором ток переносится основными носителями. Зги диоды обладают наименьшей способностью накопления неравновесных носителей заряда. [23]
При протекании через p - n - переход прямого тока проявляется диффузионная емкость, которая по мере увеличения тока может превысить барьерную. Носители заряда, инжектируемые р-п-пе-реходом, распространяются в р - и - областях, подчиняясь законам диффузии. Вследствие рекомбинации концентрация этих носителей по мере диффузии в глубь областей полупроводниковой структуры убывает, причем глубина их проникновения имеет порядок диффузионной длины L. Этот процесс приводит к накоплению неравновесных носителей заряда вблизи р-п-перехода. Заряд этих носителей пропорционален току через р-я-переход, однако из-за сравнительно медленного характера диффузии и рекомбинации неравновесных носителей заряда он не может мгновенно изменяться при изменениях тока. Инерционность зарядов описывается временами жизни инжектируемых электронов и дырок и обусловливает емкостный характер реакции р-п-перехода на всякое изменение прямого тока. [24]
Основной причиной инерционности полупроводниковых диодов при работе в режиме переключения является эффект накопления неравновесных носителей заряда вблизи р-о перехода. Кроме того, важную роль в инерционности диода играет барьерная емкость р-п перехода. Поскольку малое значение барьерной емкости типично и для высокочастотных диодов в ряде случаев отдельные типы этих приборов могут использоваться в импульсных схемах. Известно, что роль эффекта накопления неравновесных носителей заряда ослабевает при уменьшении их времени жизни. Снижение же величины барьерной емкости достигается главным образом уменьшением площади р-п перехода. [25]
Основной причиной инерционности полупроводниковых диодов при работе их в режиме переключения является эффект накопления неравновесных носителей заряда вблизи р-п перехода. Изучение основных физических закономерностей, связанных с этим эффектом, позволяет рассчитать инерционность диода в той или иной схеме и найти технологические пути, позволяющие уменьшить эффект накопления и повысить быстродействие диода. Кроме того, важную роль в инерционности диода играет барьерная емкость р-п перехода. Поскольку малое значение барьерной емкости типично и для высокочастотных диодов, в ряде случаев отдельные типы этих приборов с успехом используются в импульсных схемах. Известно, что роль эффекта накопления неравновесных носителей заряда ослабевает при уменьшении их времени жизни. Снижение величины барьерной емкости достигается главным образом уменьшением площади р-п перехода. [26]
В соответствии с (5.1) переключение тиристора в открытое состояние происходит при возрастании суммарного коэффициента передачи тока до единицы. В то же время в каждой из транзисторных структур, составляющих тиристор, коэффициенты передачи тока эмиттера могут быть близки к единице уже при малых напряжениях и токах. Для уменьшения начальных величин коэффициента передачи одну из баз тиристора делают довольно толстой по сравнению с диффузионной длиной соответствующих неосновных носителей. Такое шунтирование обеспечивает малые значения коэффициента передачи тока при малых напряжениях на тиристоре, так как почти весь ток при этих условиях идет по шунтирующему сопротивлению базы, минуя левый p - n - переход эмиттера. При больших напряжениях в связи с уменьшением сопротивления p - n - перехода левого эмиттера почти весь ток будет проходить через р-п-переход эмиттера, минуя шунтирующее сопротивление базы, что связано с инжекцией и накоплением неравновесных носителей заряда в соответствующих базах, или, другими словами, приводит к резкому увеличению суммарного коэффициента передачи тока. [27]
Страницы: 1 2