Рис. 1.6

устройствах. Качество диода определяют протяженность и крутизна «падающего» участка ВАХ. Частотные свойства диода, работающего при малых уровнях сигнала на участке с отрицательным дифференциальным сопротивлением, определяются параметрами элементов эквивалентной схемы (рис. 1.6,6). Активная составляющая полного сопротивления имеет отрицательный знак вплоть до частоты

/к = 1/г„„ф/Я„ - 1/(2яГд,фСд). (1.11)

Усиление и генерирование колебаний возможно на частотах, не превьпиающих

Основные параметры туннельного диода следующие: пиковый ток /„ - прямой ток в точке максимума ВАХ, при котором dl/dU = 0; ток впадины /в - прямой ток в точке минимума его характеристики, при котором dl/dU = 0; отношение такое In/hi напряжение пика U„ - прямое напряжение, соответствующее току пика; напряжение впадины - прямое напряжение, соответствующее току впадины; напряжение раствора Up - прямое напряжение, большее напряжения впадины, при котором ток равен пиковому; индуктивность Lд - полная последовательная индуктивность диода при заданных условиях; удельная емкость CJI - отношение емкости туннельнсто диода к пиковому току; дифференциальное сопротивление Гд,ф - величина, обратная крутизне ВАХ; резонансная частота туннельного диода /о - расчетная частота, при которой общее реактивное сопротивление р-и-перехода и индуктивности корпуса туннельного диода обращается в нуль; предельная резистиеная частота /ц - расчетная частота, при которой активная составляющая полного сопротивления последовательной цепи, состоящей из р-и-перехода и сопротивления потерь, обращается в нуль; шумовая постоянная туннельного диода Кщ - величина, определяющая коэффициент шума диода; сопротивление по-

терь туннельного диода R„ - суммарное сопротивление кристалла, контактных присоединений и выводов.

К максимально допустимым параметрам относят максимально допустимый постоянный прямой ток туннельного диода /пртах максимально допустимый прямой импульсный ток /притах» максимально допустимый постоянный обратный ток /обр max. максимально допустимую мощность СВЧ Рсвчтах. рассеиваемую диодом.

ПРИМЕРЫ И ЗАДАЧИ

1.1. Имеется сплавной германиевый р-и-переход с концентрацией Яд = 10 причем на каждые 10* атомов германия приходится один атом акцепторной примеси. Определить контактную разность потенциалов при температуре Т = 300 К (концентрации атомов N и ионизованных атомов и, принять равными 4,4-10 и 2,5-10* см" соответственно).

Решение

Определим концентрацию акцепторных атомов: JVa = JV/10* = 4,4-10"/10« = 4,4-10»* cm-

(JV = 4,4-10 см"- концентрация атомов германия). Концентрация атомов доноров 7Vд = 4,4•10 см". Контактная разность потенциалов

кТ, NN „„,„, 4,4-10i-4,4-10** „

= -- = 0,025Ш ,3, 0,33 В.

1.2. Удельное сопротивление р-области германиевого р-и-перехода Рр = 2 Ом-см, удельное сопротивление «-области р„ = 1 Ом • см. Вычислить контактную разность потенциалов (высоту потенциального барьера) при Т = 300 К, если подвижности электронов и дырок в германии соответственно равны ц„ = 0,39 и Цр = 0,19 mV(B.c).

Решение

Известно, что удельное сопротивление р-области полупроводника

1 1

где JVa - концентрация акцепторов; е - заряд электрона; lip - подвижность дырок. Отсюда

"•1- 2...602.Ш-».19ш-""

Аналогично найдем концентрацию доноров в п-области полупроводника :

р„ец„ ~ 1-1,602-10-1-3900

Контактная разность потенциалов

, ЯаЯд , 1,65-10"-1,6-10"

1.3. Германиевый сплавной р-п-переход имеет обратный ток насьпцения = 1 мкА, а кремниевый с такими же размерами - ток Iq = IQ- А. Вычислить и сравнить прямые напряжения на переходах при Т = 293 К, если через каждый диод протекает ток 100 мА.

Решение Ток диода определим по формуле

I =Io{e"Ч-l), .

где /о - обратный ток насыщения. Для германиевого р-п-перехода

откуда [/ = 288 мВ.

Аналогично, для кремниевого р-п-перехода при /д = 10" А и = 407 мВ.

1.4. Кремниевый р-п-переход имеет следующие данные: ширина р-и-перехода Д = 1С см, концентрация акцепторных примесей = 10*" см~, концентрация донорных примесей Nfl = 2-10** см~ площадь поперечного сечения Г[ = = 10" * cм длина областей = 10"* см, = 10" см, коэффициенты диффузии неосновных носителей Dp = 8 см/с; D„ - = 25 смс, концентрация собственных носителей заряда П( = = 1,5-10*" см". Определить: а) обратный ток насьпцения 1, 6) прямой ток и падение напряжения на объемах р- и п-обла-стей при прямом напряжении, равном 0,65 В.

Решение

а) Так как » А/д, то обратный ток насыщения определим из выражения

еПп?Р„ 1,60210"•Ш"(1,5)10»•25 ,

AN, 10-.2.10»«

б) Для прямото напряжения, равного 0,65 В, ток