Ток насыщения

Предел протекающего тока через устройство

Ток насыщения (или масштабный ток ), точнее обратный ток насыщения , является частью обратного тока в полупроводниковом диоде , вызванной диффузией неосновных носителей из нейтральных областей в обедненную область . Этот ток почти не зависит от обратного напряжения. ^[1]

Ток насыщения обратного смещения для идеального p–n- диода равен: ${\displaystyle I_{\text{S}}}$

${\displaystyle I_{\text{S}}=qAn_{\text{i}}^{2}\left({\frac {1}{N_{\text{D}}}}{\sqrt {\frac {D_{\text{p}}}{\tau _{\text{p}}}}}+{\frac {1}{N_{\text{A}}}}{\sqrt {\frac {D_{\text{n}}}{\tau _{\text{n}}}}}\right),\,}$

где

${\displaystyle q}$это элементарный заряд

${\displaystyle A}$это площадь поперечного сечения

${\displaystyle D_{\text{p}},D_{\text{n}}}$- коэффициенты диффузии дырок и электронов соответственно,

${\displaystyle N_{\text{D}},N_{\text{A}}}$концентрации донора и акцептора на стороне n и стороне p соответственно,

${\displaystyle n_{\text{i}}}$- собственная концентрация носителей заряда в полупроводниковом материале,

${\displaystyle \tau _{\text{p}},\tau _{\text{n}}}$являются временами жизни носителей заряда дырок и электронов соответственно. ^[2]

Увеличение обратного смещения не позволяет основным носителям заряда диффундировать через переход. Однако этот потенциал помогает некоторым неосновным носителям заряда пересекать переход. Поскольку неосновные носители заряда в n-области и p-области производятся термически генерируемыми парами электрон-дырка, эти неосновные носители заряда чрезвычайно зависят от температуры и не зависят от приложенного напряжения смещения. Приложенное напряжение смещения действует как прямое напряжение смещения для этих неосновных носителей заряда, и ток небольшой величины течет во внешней цепи в направлении, противоположном направлению обычного тока из-за момента основных носителей заряда.

Обратите внимание, что ток насыщения не является константой для данного устройства; он меняется с температурой; эта дисперсия является доминирующим членом температурного коэффициента для диода. Общее правило заключается в том, что он удваивается при каждом  повышении температуры на 10 °C. ^[3]

Смотрите также

Обратный ток утечки , обратный ток, возникающий по всем причинам.

Ссылки

1. Стедман, Дж. В. (1993). «Электроника». В RC Dorf (ред.). Справочник по электротехнике . Boca Raton: CRC Press . стр. 459. ISBN 0849301858.
2. Шуберт, Э. Фред (2006). "Основы светодиодов: Электрические свойства". Светодиоды . Cambridge University Press . С. 61.
3. Богарт, Ф. Теодор младший (1986). Электронные приборы и схемы . Merill Publishing Company. стр. 40.