Stroom-spanningskarakteristieken van halfgeleiders
Stroom-spanningskarakteristiek (VAC) — de afhankelijkheid van de stroom die door de weerstand vloeit van de spanning over deze weerstand, grafisch uitgedrukt. I - V-karakteristieken kunnen lineair en niet-lineair zijn, en afhankelijk van deze weerstand, en circuits die deze weerstanden bevatten, worden onderverdeeld in lineair en niet-lineair.
De volt-ampère-karakteristiek is dus de afhankelijkheid van de elektrische spanning van de sterkte van de stroom in het elektrische circuit of zijn individuele elementen (reostaat, condensator, enz.). De spanning-stroomkarakteristiek van lineaire elementen van een elektrisch circuit is een rechte lijn.
Met een toename van de spanning die op de halfgeleider wordt aangelegd, neemt de waarde van de stroom daarin veel sneller toe dan de spanning (figuur 1), d.w.z. er is een niet-lineair verband tussen stroom en spanning. Als bij het omslaan van de spanning U naar de omgekeerde (-U) de stroomverandering in de halfgeleider hetzelfde karakter heeft, maar in tegengestelde richting, dan heeft zo'n halfgeleider een symmetrische stroom-spanningskarakteristiek.
V halfgeleider gelijkrichters selectie van halfgeleiders met verschillende soorten elektrische geleidbaarheid (n-type en p-type) asymmetrische voltampère-karakteristiek (figuur 2).
Hierdoor zal bij één halve golf van de wisselspanning de halfgeleidergelijkrichter stroom doorlaten. Het is een voorwaartse stroom Ipr die snel toeneemt naarmate de eerste halve golf van de wisselspanning toeneemt.
Bij blootstelling aan de tweede halve golf van spanning, laat het systeem van twee halfgeleiders (in een vlakke gelijkrichter) geen stroom door in de tegenovergestelde richting Iobr. Een zeer kleine hoeveelheid stroom Irev stroomt door de pn-overgang vanwege de aanwezigheid van minderheidsdragers in halfgeleiders (elektronen in een p-type halfgeleider en gaten in een n-type halfgeleider). De reden hiervoor is de hoge weerstand van de overgangslaag (pn-overgang) die optreedt tussen de p-type halfgeleider en de n-type halfgeleider.
Naarmate de tweede halve golf van de wisselspanning verder wordt verhoogd, zal de tegenstroom Iobr langzaam beginnen toe te nemen en kan waarden bereiken waarbij de barrièrelaag (pn-overgang) afbreekt.
Rijst. 1. Stroom-spanningskarakteristiek van een halfgeleider
Rijst. 2. Asymmetrische voltampèrekarakteristiek van een halfgeleidergelijkrichter (platte diode)
Hoe hoger de verhouding tussen gelijkstroom en tegenstroom (gemeten bij dezelfde spanningswaarden), hoe beter de eigenschappen van de gelijkrichter. Dit wordt berekend uit de waarde van de correctiecoëfficiënt, die de verhouding is van de voorwaartse stroom I'pr tot de omgekeerde I'obr bij dezelfde spanningswaarde:
