Физика полупроводниковых приборов - Зи С.М.
Скачать (прямая ссылка):
нормализованную -характеристику устройства.
Из рис. 8 следует, что переключение возникает в точке (Us, h), в которой
функция /(/) .достигает минимума. Вторая точка -на характеристике, где
dU/dI=О, может быть характеризована малым остаточным напряжением и
значительным током. Вышеприведенный анализ не позволяет определить эту
точку. Однако приближенно можно считать, что она близка к точке с
координатами i(/i, 0), где функция f (I) = 1. При f (I) - 1 коэффициент -
умножения М (U2) также равен единице. Это означает, что напряжение U2=0.
Если напряжение f72='0, то обратный ток насыщения /о центрального
перехода J2 также равен нулю. Тогда из уравнения i(23) следует, что сумма
коэффициентов -передачи -близка к единице: "!-(/) +ю.2(1) = 1. Для
известных ил и о2 таким образом -может быть определен ток, при кото-ром
напряжение на центральном переходе /2 спадает до нуля. В этом случае
полное падение напряжения на приборе равно просто сумме прямых смещений
на двух внешних р-п переходах (около 1,-2-1,4 в для кремниевых приборов).
Е-сли ток превышает h, то центральный переход смещается в прямом
направлении. Вышеприведенный анализ неприменим для этого режима,
поскольку в -нем предполагалось, что центральный переход /2 смещен в
обратном нацравлении. При дальнейшем увеличении тока центральный переход
смещается в прямом направлении, полное падение напряжения -на приборе
продолжает уменьшаться при -увеличении тока и прибор продолжает обладать
отрицательным динамическим -сопротивлением вплоть до тока Ih. При токах
выше Ih падение напряжения на центральном переходе становится сравнимым с
падением напряжения на эмиттерном -переходе -и динамическое сопротивление
прибора -снова становится положительным [Л. 1-3]. При работе за точкой
(Ih, 'Uh) -прибор обладает яольт-ам,норной -характеристикой, близко
совпадающей с вольт-а-мперной характеристикой -одиночного р-п -перехода -
при прямом смещении,
Б. Триодный тиристор. Для трехполосного р-п-р-п устройства уравнение
1(22) может быть -представлено в -следующем виде:
1
В уравнении (25) ток 1к заменен суммой токов /+/g .и ток второй базы
Igz=0. Это уравнение сводится к уравнению 1(23), если положить 1 g=.0.
Функция /(/, lg) и вольт-амперная характеристика
при /g=0 показаны на рис: 9. Вольт-амперные характеристики для различных
значений 1е получаются путем перечерчивания функции а2(/+ +/g) для
каждого значения lg, а также соответствующих изменений в члене a2(/+/g)//
при расчете функции \(l, lg).
Таким образом определяется конфигурация функции f(I, 1е). В результате мы
видим, что при увеличении /g напряжение переключения снижается. Это
обусловливает возможность управления ключевыми свойствами структуры.
4. Способы переключения. Для того чтобы переключить р-п-р-п устройство
из закрытого состояния в открытое, необходимо, чтобы ток через него
.возрос до величины, достаточен+
{Og/lJgT})
НОИ для +а2=1
выполнения
Рис. 9. Графический расчет вольт-амперной характеристики триодного
тиристора, управляемого током базы [Л. 12].
условия
(или ai + "2 "1). Имеется несколько способов, с помощью которых можно
вызвать переключения р-п-р-п устройства из закрытого состояния в
открытое: управление током базы; изменение температуры; облучение и
изменение напряжения на приборе. Переключение триодного тиристора с
помощью базового тока уже было обсуждено в предыдущем разделе. На рис. 10
приведено полное семейство вольт-ампер ных характеристик триодного
тиристора. Заметим, что участки характеристик запертого состояния для
прямого смещения .соответствуют приведенным на рис. 9,6 и учитывают
поворот координатных осей.
Температурный способ переключения основам на том, что при повышении
температуры резко возрастает генерация электронно-дырочных пар в переходе
/2 н сумма коэффициентов передачи быстро достигает единицы. Типичные
вольт-амперные характеристики триодного тиристора для четырех различных
температур .показаны на рис. 11. Ток структуры в запертом состоянии
экспоненциально зависит от температуры /".К expl(cT), где К и а -
константы. Напряжение переброса слабо изменяется, несколько возрастая до
некоторых температур (в данном случае примерно до .100°С), и затем резко
уменьшается при дальнейшем повышении температуры.
Рис. '10. Влияние тока базы (управляющего- электрода) на вид вольт-
амперных характеристик триодного тиристора {Л. 5].
Электронно-дырочная .генерация возникает также при освещении
полупроводника светом. При определенной длине волны X и коэффициента'
поглощения сс(Я) генерируемый ток пропорционален
h ¦
Рис. 11. Влияние температуры на вид вольт-амперных характеристик и
триодного тиристора [Л. 5].
Фо{1-ехр{-,а(Х) Где ф0 - интенсивность света; Wt примерно равно общей
толщине структуры. 'В основном .механизм переключения три помощи
светового возбуждения аналогичен только что рассмотренному.
Четырехслойный прибор, предназначенный для пере-
ключения светом, называют "фототиристор" *. Для возбуждения прибора могут
