Исследование переходных процессов переключения диода позволяет измерить время жизни неосновных носителей в базе .
Измерения производятся путем задания через диод импульса прямого тока от генератора импульсов с высоким выходным сопротивлением. Схема измерений представлена на рис.7, а временные диаграммы переходных процессов — на рис.8. Амплитуда тока выбирается достаточно большой, так что диффузионная емкость диода значительно больше барьерной, и действие последней может не учитываться. При условиях (7) и (8) форма тока через диод соответствует форме э. д.с. генератора импульсов (рис.8,а):
.
После поступления импульса прямого тока в момент распределение неосновных носителей в базе изменяется так же, как на рис.5, и напряжение на Р — п-переходе увеличивается до стационарного значения (рис.8,б) в соответствии с повышением граничной концентрация дырок (рис.5). Напряжение на сопротивлении базы максимально в момент (, рис.8,в), а затем снижается до стационарного значения вследствие эффекта модуляции сопротивления базы (т. е. его снижения от равновесного значения при до модулированного значения при ).
После окончания импульса прямого тока в момент токи через диод и через Р — п-переход имеют нулевые значения:
. (17)
Напряжение (рис.8,в), а напряжение на Р — п-Переходе снижается до нуля в соответствии с граничной концентрацией дырок . Процесс иллюстрируется рис.9, показывающим эволюцию распределения концентрации неосновных носителей (дырок) в базе при ().
На этом этапе распределение концентрации дырок в базе определяется решением биполярного уравнения непрерывности (12) при граничных условиях
, (18а)
(18б)
И начальном условии, соответствующем стационарному распределению дырок в базе при . Для толстой базы
,
Где начальная граничная концентрация дырок удовлетворяет условию
.
С учетом граничного условия Шокли (14) найденное распределение дает временную зависимость напряжения на Р — п-переходе:
.
При (т. е. на большей части длительности переходного процесса) эта зависимость близка к линейной (рис.8,в):
. (19)
Соотношение (19) позволяет определить время жизни в базе по экспериментально измеренной скорости спада напряжения на линейном участке диаграммы (рис.8,г):
. (20)
Загрузка...