Александр Кульский - КВ-приемник мирового уровня? Это очень просто!

Таким образом, через р-n -переход БУДЕТ ТЕЧЬ ТОК!

«Н»:Ну, а если приложить напряжение другой полярности?

«А»:В этом случае электроны отрицательного полюса источника напряжения притянут дырки области р еще ближе к периферийной области кристалла полупроводника. А к противоположному концу кристалла положи тельный полюс источника притянет свободные электроны. При этом ни электроны, ни дырки не будут пересекать р-n -переход. Величина потенциального барьера возрастет. НИКАКОГО ТОКА НЕ БУДЕТ!

«С»:Почти верно! Очень малый ОБРАТНЫЙ ТОК проходить будет. Его причина кроется в том, что исходный германий (или кремний) имели остаточные, неконтролируемые примеси. Вот их-то электроны и «повинны» в наличии обратных токов.

«Н»:Вот мы и получили детектор! А большие токи через р-n -переходы можно пропускать?

«С»:Ну конечно! Кстати, р-n -переход называют полупроводниковым ДИОДОМ. Они бывают германиевые, кремниевые и из иных полупроводниковых материалов.

«Н»:Каких это иных? Разве есть еще и другие полупроводники, кроме германия и кремния?

«С»:Да. И довольно много! Но уже не в виде отдельных химических элементов, а в виде многоэлементных сложных структур. Но мы их вниманием тоже не обойдем, не беспокойся!

«Н»:Я понял так, что диоды могут и детектировать слабые сигналы, и выпрямлять огромные токи.

«С»:Это настолько же верно, насколько и неполно!

«Н»:В каком смысле?

«А»:Прежде всего в том, что функции диодов совершенно не исчерпываются функциями детектирования и выпрямления. Более того, имеется значительное количество различных типов диодов, которые НИКОГДА не используются в качестве выпрямителей или детекторов! Тем не менее современная электроника без них обойтись не в состоянии. Не так ли, дорогой Спец?

«С»:Совершенно с вами согласен. Об этом и поведем разговор. Но, прежде чем это сделать, приведем вольт-амперную характеристику (ВАХ) для кремниевого диода малой мощности. Обратите внимание, что обратная ветвь характеристики при достижении некоторого U обр, имеет участок параллельный оси ординат (рис. 11.3, а ).

«Н»:Чудеса, да и только! Это что же выходит? При одном и том же напряжении ток может изменяться вдвое?

«А»:Ну почему вдвое? А в пять, в десять раз при том же напряжении не хочешь?

«Н»:Минуточку, а как же тогда быть с законом Ома?…

«С»:Твой вопрос, Незнайкин, не застал меня врасплох! Но прошу внимательно взглянуть на рис. 11.3, б …

«А»:На обратной ветви я вижу ДВЕ кривые!

«С»:Да. И они соответствуют двум различным видам (механизмам) ПРОБОЯ р-n -перехода. Первый — это так называемый ЛАВИННЫЙ пробой (кривая 1 ). Второй — ТЕПЛОВОЙ пробой. Сразу оговорю, что если судьба какого-либо диода пошла по кривой 2 , то единственное, что здесь можно сделать — это как можно быстрее выпаять его из схемы и сдать на металлолом! Поскольку это означает тепловое разрушение кристалла и, естественно, расплавление р — n -перехода!

«А»:А если карты выпадут так, что ВАХ пойдет по кривой 1 ?

«С»:Тогда все не так страшно! Как вообще проявляет себя пробой р-n -перехода? Он проявляется, прежде всего, в резком увеличении тока, протекающего в обратном направлении. Это бывает при достижении определенного КРИТИЧЕСКОГО значения ОБРАТНОГО напряжения. Если подходить очень строго, то существуют три вида пробоя перехода: лавинный, туннельный и тепловой. Просто в силу ряда причин практического характера мы оставляем пока без рассмотрения туннельный пробой…

«Н»:Ну, а лавинный и тепловой?

«С»:А вот о них поговорим обязательно! В основе механизма лавинного пробоя лежит явление лавинного размножения подвижных носителей электрического заряда в сильном электрическом поле р-n -перехода! То есть электрон и дырка, ускоренные электрическим полем, могут разорвать одну из ковалентных связей нейтрального атома полупроводника, в результате чего образуется новая электронно-дырочная пара. Которая тоже ускоряется под воздействием электрического поля. В результате этой УДАРНОЙ ионизации развивается ЛАВИНА подвижных носителей заряда, что приводит к резкому увеличению обратного тока.