Вольт-амперная характеристика

Типичная вольт-амперная характеристика полупроводникового диода

Вольт-амперной характеристикой, сокращенно ВАХ материала или устройства называется зависимость тока в нем от приложенного напряжения.

Вольт-амперная характеристика можно определить также, как зависимость падение напряжения на устройства от тока в нем протекает.

Вольт-амперная характеристика изображается обычно в виде графика, в котором напряжение откладывается вдоль оси абсцисс, а ток вдоль оси ординат.

Для материалов вольт-амперная характеристика часто приводится в виде зависимости плотности тока от напряженности приложенного поля.

Для многих материалов, в частности для проводников и полупроводников, вольт-амперная характеристика имеет линейную участок при малых напряжениях. В этом диапазоне приложенного напряжения справедливый закон Ома, который утверждает, что ток пропорционален напряжению. При выполнении закона Ома ток в устройстве протекает одинаково в обе стороны, в зависимости от полярности приложенного напряжения.

Однако такое поведение не имеет универсального характера. Например, ток в вакуумном диоде существенно нелинейный даже при очень малых напряжениях между анодом и катодом. Это явление обусловлено тем, что излучаемое нагретым катодом елекроны создают в пространстве между анодом и катодом негативно-заряженную облако, препятствует новым электронам покидать катод. В таких случаях говорят о возникновении области пространственного заряда, и зависимость тока от напряжения описывается законом Чайлда. Аналогичные области пространственного заряда возникают также в диэлектриках, проводимость которых в очень сильных электрических полях обусловлена ​​инжектированных электронами.

Контакт между металлом и полупроводником (контакт Шоттки) имеет ректификационных или выпрямительных свойство. Сила тока через такой контакт зависит от полярности приложенного напряжения. Контакт хорошо пропускает ток в одну сторону, но гораздо хуже в другую сторону. Аналогичную выпрямительных свойство имеет pn переход, который возникает при контакте областей с избытком доноров и акцепторов в полупроводнике.

Основном ток возрастает при росте приложенного напряжения. Но и это не является универсальным законом. Например, устройство, называемое резонансным туннельным диодом, пропускает только электроны с определенной определенной энергией. Таких электронов мало и при малых напряжениях, и при больших напряжениях. Поэтому при увеличении напряжения ток через резонансный туннельный диод сначала возрастает, а затем, когда электроны имеют слишком большую энергию, падает. Участка ВАХ, на которых ток спадает с повышением напряжения, называются областями отрицательной дифференциальной проводимости. Они очень интересны для практического использования, потому что на них можно построить, например, генераторы автоколебаний. Негативную дифференциальную проводимость при высоких напряжениях имеют также некоторые полупроводники.

Существуют также устройства, в которых при одинаковые приложенному напряжению могут протекать различные токи, в зависимости от предыстории.


Физика Это незавершенная статья по физики.
Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив ее.