Метод производных характеристик

Метод производных ВАХ основан на аналоговом дифференцировании ВА или передаточных характеристик и последующем анализе их формы и расчёте требуемых параметров. Первая производная ВАХ I΄(U) соответствует функции распределения площади p-n – перехода по значениям локальных напряжений U_пробоя. Вторая производная ВАХ I΄΄(U) характеризует неоднородность лавинного пробоя и позволяет количественно определить степени неоднородности исследуемой структуры.

Рисунок 30 - Метод производных характеристик

Исследование второй производной ВАХ позволяют получить разнообразную информацию об исследуемом приборе. В режиме прямого смещения можно определить величину последовательного сопротивления p-n- перехода m – параметра.

I’’(Umax) – максимальное значение I’’(U)

I’(Um) – величина первой производной ВАХ при U = Um, соответствует максимальному значению I’’(U)

ΔUn – Ширина кривой I’’(U) на уровне 0,5 от I’’max

T – абсолютная температура p-n – перехода

Величина , равная сумме сопротивлений базы и омического сопротивления контакта зависит от качества контакта.

Достоинства метода заключается в том, что величина тока, необходимая для измерения Rn на порядок меньше, чем при первой производной.

Тем самым уменьшается влияние на величину R_n разогрева p-n – перехода и инжекции носителей в базу.

Рисунок 31

Величина m ≈ 2 указывает на высокий уровень инжекции, который снижает сопротивление высокого слоя. Величина m – параметра является характеристикой прямой ветви ВАХ. Анализ ВАХ в режиме обратного смещения на p-n – переходе ограничивается, как правило изменением обратного тока и прямого U. Метод второй производной в этом режиме позволяет выявить аномалии ВАХ, связанные со структурными неоднородными типами однородных включений, дислокаций, позволяет выявить наличие микроплазм.