о 6н

I" "-1

Рис. 10. Структура тиристора-эпе-меят структуры симистора

Рис. 11. Входная ВАХ симистора

барьер повышается, препятствуя протеканию тока, Тем не менее ток, хотя и незначительный, через обратно включенный р-п переход протекает.

Таким образом, р-п переход прн приложении положительного напряжения (прямое смещение) имеет малое сопротивление, а при приложении отрицательного напряжения (обратное смещение) имеет большое сопротивление. В результате ВАХ имеет вид, представленный на рис. 11. Такая непннейная характеристика называется вентильной, а ее свойства позволяют использовать р-п переходы в качестве основных элементов полупроводниковых вентилей - диодов. Отметим также, что блокирующие свойства (максимальное обратное повторяющееся напряжение) ограничивается напряжением пробоя р-п перехода, которое зависит от сопротнвлеиня исходного полупроводника и отношения степеней легирования примесью слоев с различной проводимостью. Чем выше это сопротивление, тем больше напряжение пробоя. Современные кремниевые выпрямительные диоды имеют напряжение от нескольких сот до нескольких тысяч вольт. Понимание принципа работы р-п перехода позволяет перейти к анализу свойств многослойных структур,

Двухэлектродное включение в обратном направлении. Если к р-п-р-п структуре (см. рис. 10) приложить обратное напряжение (плюс источника напряжения к слою «1 н минус к слою Рз), то р-п переход/з сместится в прямом направлении и будет обладать малым сопротивлением, а переходы /i и /з будут смещены в обратном направлении и будут обладать высоким сопротивлением. Поскольку переход/i имеет малое напряжение пробоя, то он уже при малых напряжениях перейдет в режим пробоя и будет обладать малым сопротивлением. Поэтому влиянием этого р-п перехода на формирование обратной характеристики р-п-р-п

структуры можно пренебречь. В результате от Pj-n-Pi-fi структуры можно перейти к рассмотрению Р2-Пг-Р\ структуры. Эта структура представляет собой не что иное, как структуру транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, но с разомкнутой базовой цепью. ВАХ такой структуры описывается соотношением

где 1 - ток обратно смещен но го р-п перехода /3; а - коэффициент

передачи тока р-л-Р транзистора в схеме с общей базой (слой Pi является эмнттерным слоем, в отлнчие от рис. 10 такое включение транзистора называется инверсным).

Напряжение пробоя транзистора принципиально меньше напряжения пробоя коллекторного перехода и определяется соотношением

где - напряжение пробоя перехода / 3.

Однако в связи с тем что базовая область щ выполняется, как правило, достаточно широкой aj = 0,1 0,3 н, следовательно, 1/ U, фактически напряжение пробоя р-п-р-п структуры близко к напряжению пробоя перехода /3. Соответственно [см. формулу (1)] обратный ток р-п-р-п структуры близок к обратному току перехода /3. Таким образом, обратная характеристика тиристоров - приборов, в основе которых лежит р-п-р-п структура, аналогична обратной характеристике диодов - приборов на основе р-п структуры.

Двухэлектродное включение в прямом направлении. Рассмотрим особенности характеристики р-п-р-п структуры при включении ее в прямом иаправлении. При приложении к слою р положительного, а к слою «1 отрицательного полюса источника напряжения Р-п переходы/ и/з смещаются в прямом (пропускном) направлении, а центральный переход - в обратном (запирающем). Принцип действия р-пр структуры в прямом направлении удобно рассматривать, используя эквивалентную схему р-п-р-п структуры при двухэлектродном включении (рнс. 12-14), которая представляет собой комбинацию двух транзисторов п-р-п и p-fi-p типов, включенных таким образом, что коллектор одного транзистора связан с базой другого. Допустим, что к Р-п-р-п структуре прикладывается прямое напряжение. В этом случае вначале через нее протекает ток обрагносмещениого перехода 1, определяемый обратным напряжением. Этот ток, поступая в базу, йа-пример, И1-Р1-П2 транзистора, будет появляться на его коллекторе, усиленный в илн а J О - Яд) раз - коэффициенты передачи и усиления тока «гргИг транзистора в схеме с общей базой, с общ«м 16

Рис. 12, Представление р-п-р-п структуры в виде двух транзисторов

Hi Бг

f<0

1=14-)3

Рис. 13 Эквивалентная схема тиристора

Рис. 14. Эквивалентная схема р-п-р-п структуры (двухэлектродное включение)