Тепловой пробой p-n перехода

Опубликовано 21.07.2011 Ведущая Ольга Резникова

Под пробоем п-н перехода понимается явление резкого увеличения обратного тока при достижении обратным напряжением определенного критического значения. Все разновидности пробоя п-н перехода можно разделить на две основные группы пробоев: электрические и тепловые. Электрические пробои связаны с увеличением напряженности электрического поля в запорном слое п-н перехода. Однако, в некоторых случаях раньше, чем произойдет электрический пробой, может возникнуть пробой тепловой. Тепловой пробой п-н перехода возникает вследствие потери устойчивости теплового режима его работы. Характерным признаком теплового пробоя является наличие на вольтамперной характеристике перехода при больших обратных напряжениях участка с отрицательным дифференциальным сопротивлением. Чаще всего тепловой пробой возникает в мощных германиевых п-н переходах, поскольку в них протекает большой обратный ток. Поскольку величина обратного тока велика, то даже при небольших обратных напряжениях (меньших напряжения электрического пробоя) выделяется большая мощность, значение которой определяется как произведение обратного напряжения на обратный ток. Это приводит к увеличению температуры перехода и соседних с ним областей. В свою очередь, увеличение температуры приводит к повышению обратного тока перехода и, соответственно, рассеиваемой мощности. Таким образом, возникает своеобразная теплоэлектрическая обратная связь между величиной тока и температурой п-н перехода, что приводит к резкому увеличению тока, т. е. к пробою п-н перехода. Напряжение теплового пробоя зависит от температуры окружающей среды и условий теплоотвода. Тепловой пробой является крайне нежелательным явлением, поскольку он приводит к выходу п-н перехода из строя. Поэтому в тех случаях, когда возможен тепловой пробой, необходимо последовательно с п-н переходом включать токоограничивающее сопротивление.