Prąd nasycenia - Saturation current

Prąd nasycenia (lub prąd skala ), dokładniej prąd wsteczny nasycenia , jest to, że część prądu zwrotnego w półprzewodnikowej diody spowodowane dyfuzji mniejszościowych nośników z obojętnego regionów w warstwa zaporowa . Ten prąd jest prawie niezależny od napięcia wstecznego. (Steadman 1993, 459)

I _S , prąd nasycenia odwrotnego polaryzacji dla idealnej diody p – n , jest określony wzorem (Schubert 2006, 61):

${\ Displaystyle I _ {\ text {S}} = eAn _ {\ tekst {i}} ^ {2} \ lewo ({\ Frac {1} {N _ {\ tekst {D}}}} {\ sqrt {\ frac {D _ {\ text {p}}} {\ tau _ {\ text {p}}}}} + {\ frac {1} {N _ {\ text {A}}}} {\ sqrt {\ frac {D_ {\ text {n}}} {\ tau _ {\ text {n}}}}} \ right), \,}$

gdzie

e jest ładunkiem elementarnym

A to pole przekroju poprzecznego

D _p , D _n to odpowiednio współczynniki dyfuzji dziur i elektronów,

N _D , N _A są stężeniami dawcy i akceptora odpowiednio po stronie n i po stronie p,

n _i jest wewnętrznym stężeniem nośnika w materiale półprzewodnikowym,

${\ displaystyle \ tau _ {\ text {p}}, \ tau _ {\ text {n}}}$ są odpowiednio żywotnością nośników dziur i elektronów.

Zwiększenie odchylenia wstecznego nie pozwala większości nośników ładunku na dyfuzję przez złącze. Jednak ten potencjał pomaga niektórym przewoźnikom ładunków mniejszościowych w przekraczaniu skrzyżowania. Ponieważ nośniki ładunku mniejszościowego w obszarze n i obszarze p są wytwarzane przez pary elektron-dziura generowane termicznie, te nośniki ładunku mniejszościowego są skrajnie zależne od temperatury i niezależne od zastosowanego napięcia polaryzacji. Zastosowane napięcie polaryzacji działa jak napięcie polaryzacji do przodu dla tych mniejszościowych nośników ładunku, a prąd o małej wielkości płynie w obwodzie zewnętrznym w kierunku przeciwnym do prądu konwencjonalnego z powodu momentu większości nośników ładunku.

Zwróć uwagę, że prąd nasycenia nie jest stały dla danego urządzenia; zmienia się wraz z temperaturą; ta wariancja jest dominującym terminem we współczynniku temperaturowym dla diody. Powszechną zasadą jest to, że podwaja się on przy każdym  wzroście temperatury o 10 ° C. (Bogart 1986, 40)

Bibliografia

• Steadman, JW (1993). „Elektronika” w RC Dorf, Podręcznik inżynierii elektrycznej. Boca Raton: CRC Press.
• Schubert, E. Fred. (2006). „Podstawy diod LED: właściwości elektryczne” w diodach elektroluminescencyjnych : Cambridge Press.
• Bogart, F. Theodore Jr. (1986). „Urządzenia i obwody elektroniczne”: firma wydawnicza Merill