Արեգակնային մարտկոցների ներսում կան տարբեր տեսակի հոսանքներ, ինչպիսիք են մութ հոսանքը, հակադարձ հոսանքը և արտահոսքի հոսանքը: Այս հոսանքները տարբեր աստիճանի ազդեցություն ունեն արևային մոդուլների հզորության վրա: Այս հոսանքների բնութագրերի տարբերակումը կարող է օգնել բացահայտել մոդուլների աննորմալ հզորության պատճառները՝ նպաստելով խնդիրների մանրակրկիտ լուծմանը:
Մութ հոսանք
Սահմանում
Մութ հոսանքը, որը հայտնի է նաև որպես հակադարձ հագեցվածության հոսանք լուսավորության բացակայության դեպքում, վերաբերում է հակադարձ հաստատուն հոսանքին, որը առաջանում է PN միացումում հակադարձ լարման պայմաններում, երբ միջադեպային լույս չկա: Այն սովորաբար առաջանում է կրիչի դիֆուզիայից կամ սարքի մակերեսին և ներսում առկա թերություններից, ինչպես նաև վնասակար խառնուրդներից:
Ձևավորում
(1):Դիֆուզիայի գործընթաց.PN միացման ներսում N-շրջանում ավելի շատ էլեկտրոններ կան, իսկ P-շրջանում՝ ավելի շատ անցքեր։ Կոնցենտրացիաների տարբերության պատճառով N-շրջանում էլեկտրոնները դիֆուզվում են դեպի P-շրջան, իսկ P-շրջանում անցքերը՝ դեպի N-շրջան։ Չնայած PN միացման ներկառուցված էլեկտրական դաշտը դիմադրում է այս դիֆուզիային, այն դեռևս տեղի է ունենում մինչև դինամիկ հավասարակշռության հասնելը՝ առաջացնելով դիֆուզիոն հոսանք։
(2):Թերություններ և խառնուրդներ.Երբ մակերեսին կամ սարքի ներսում առկա են արատներ, դրանք գործում են որպես ռեկոմբինացիայի կենտրոններ՝ որսալով էլեկտրոններ և անցքեր և նպաստելով ռեկոմբինացիային։ Նմանատիպ դեր են խաղում նաև վնասակար խառնուրդները՝ նպաստելով մութ հոսանքի առաջացմանը։
Ազդեցություն
Սիլիկոնային վաֆլիների տեսակավորման ժամանակ հաճախ հաշվի է առնվում մութ հոսանքը: Չափից շատ մութ հոսանքը ցույց է տալիս վաֆլիի վատ որակը, ինչպիսիք են մակերևութային բազմաթիվ վիճակները, բազմաթիվ ցանցային թերությունները, վնասակար խառնուրդները կամ չափազանց բարձր դոպինգի կոնցենտրացիաները: Նման վաֆլիներից պատրաստված արևային մարտկոցները սովորաբար ցուցաբերում են փոքրամասնությունների կրիչների ցածր կյանքի տևողություն, ինչը ուղղակիորեն հանգեցնում է ցածր փոխակերպման արդյունավետության:
Մութ հոսանք արեգակնային մարտկոցներում
Պարզ դիոդներում մութ հոսանքը համապատասխանում է հակադարձ հագեցման հոսանքին: Սակայն արևային մարտկոցներում մութ հոսանքը ներառում է հակադարձ հագեցման հոսանքը, բարակ շերտի արտահոսքի հոսանքը և զանգվածային արտահոսքի հոսանքը:
Հակադարձ հագեցվածության հոսանք
Սահմանում
Հակադարձ հագեցման հոսանքը վերաբերում է PN միացման հոսանքին, երբ կիրառվում է հակադարձ լարում: Հակադարձ լարումը լայնացնում է սպառման շերտը՝ մեծացնելով էլեկտրական դաշտը և էլեկտրոնների պոտենցիալ էներգիան: Սա դժվարացնում է մեծամասնության կրիչների համար արգելքը հատելը, ինչը դիֆուզիոն հոսանքը նվազեցնում է գրեթե զրոյի:
Ձևավորում
1. Դրեյֆ հոսանք. Էլեկտրական դաշտի աճը հեշտացնում է N և P շրջաններում փոքրամասնությունների կրողների դրեյֆը՝ առաջացնելով հակադարձ հոսանք։
2. Ջերմաստիճանային կախվածություն. Քանի որ փոքրամասնությունների կրիչները ջերմային եղանակով են առաջանում, դրանց թիվը տվյալ ջերմաստիճանում հաստատուն է, ինչպես նաև հակադարձ հոսանքը։
Արտահոսքի հոսանք
Սահմանում
Արեգակնային մարտկոցները կարելի է բաժանել երեք շրջանների՝ բարակ շերտ (N-շրջան), սպառման շերտ (PN միացում) և ծավալային շրջան (P-շրջան): Այս շրջաններում առկա արատներն ու խառնուրդները գործում են որպես ռեկոմբինացիայի կենտրոններ՝ գրավելով էլեկտրոններ և անցքեր՝ ռեկոմբինացիան հեշտացնելու համար: Այս գործընթացը առաջացնում է փոքր հոսանքներ, որոնք նպաստում են չափված մութ հոսանքին:
Տեսակներ
· Բարակ շերտի արտահոսքի հոսանք. առաջանում է բարակ շերտի թերությունների և խառնուրդների պատճառով։
· Զանգվածային արտահոսքի հոսանք. առաջանում է զանգվածային հատվածում առկա թերությունների և խառնուրդների պատճառով։
Մութ հոսանքի փորձարկման նպատակը
1. Խափանումների կանխարգելում
Երբ բջիջը հակադարձ թերագնահատված է կամ մոդուլի բևեռականությունը հակադարձված է, չափազանց մութ հոսանքը կարող է հանգեցնել բջիջի արագ քայքայման: Չնայած հազվադեպ է լինում, մութ հոսանքի փորձարկումը օգնում է կանխել նման դեպքերը:
2. Արտադրական գործընթացների մոնիթորինգ
Մութ հոսանքի փորձարկումը օգնում է բացահայտել գործընթացի հնարավոր խնդիրները: Մութ հոսանքը կազմված է հակադարձ հագեցվածության հոսանքից, բարակ շերտի արտահոսքի հոսանքից և զանգվածային արտահոսքի հոսանքից, որոնք ներկայացված են համապատասխանաբար J1J_1J1, J2J_2J2 և J3J_3J3:
Հակադարձ լարման կիրառման դեպքում՝
· Տարածաշրջան 1։ Գերակշռում է J2J_2J2-ը (բարակ շերտային արտահոսքի հոսանք)։
· Տարածաշրջան 2։ Գերակշռում է J3J_3J3-ը (ծավալային արտահոսքի հոսանք)։
· Տարածաշրջան 3։ Գերակշռում է J1J_1J1-ը (հակադարձ հագեցվածության հոսանք)։
Այս շրջանների սահմանները որոշվում են որոշակի փորձարկման լարումներով։
Լարման ազդեցությունները
Երբ բջջին լարում է կիրառվում, այն էլեկտրական ներարկում է առաջացնում սիլիցիումային թիթեղի մեջ, գրգռելով ոչ հավասարակշռված կրիչները։ Որքան բարձր է լարումը, այնքան շատ կրիչներ են գրգռվում, ինչը հանգեցնում է մութ հոսանքի ավելի բարձր մակարդակի։ Սակայն աճի տեմպը դանդաղում է լարման բարձրացմանը զուգընթաց, մինչև բջջը քայքայվի։
Ստանդարտ թեստավորում
Մութ հոսանքը սովորաբար փորձարկվում է 12 Վ լարման տակ: Փորձարկման արդյունքները ստանդարտ կորերի հետ համեմատելով՝ կարելի է գնահատել բջիջի վիճակը.
· 1-ին շրջանում չափազանց մութ հոսանքը վկայում է բարակ շերտում առկա խնդիրների մասին։
· 2-րդ շրջանում չափազանց մութ հոսանքը վկայում է զանգվածային շրջանում առկա խնդիրների մասին։
· 3-րդ շրջանում չափազանց մութ հոսանքը ցույց է տալիս PN միացման հետ կապված խնդիրներ, ինչպիսիք են դիֆուզիան, էկրանային տպագրությունը կամ ջերմաստիճանի անհամապատասխանությունները։
Եզրակացություն
Մութ հոսանքի փորձարկումը կարևոր է գործընթացին վերաբերող խնդիրները բացահայտելու և արևային մարտկոցների արտադրությունը բարելավելու համար։
