Corrente de saturação - Saturation current

A corrente de saturação (ou corrente de escala ), mais precisamente a corrente de saturação reversa , é aquela parte da corrente reversa em um diodo semicondutor causada pela difusão de portadores minoritários das regiões neutras para a região de depleção . Essa corrente é quase independente da tensão reversa. (Steadman 1993, 459)

I _S , a corrente de saturação de polarização reversa para um diodo p-n ideal , é dada por (Schubert 2006, 61):

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

Onde

e é carga elementar

A é a área da seção transversal

D _p , D _n são os coeficientes de difusão de lacunas e elétrons, respectivamente,

N _D , N _A são as concentrações de doador e aceitador no lado n e no lado p, respectivamente,

n _i é a concentração intrínseca de portadores no material semicondutor,

${\ displaystyle \ tau _ {\ text {p}}, \ tau _ {\ text {n}}}$ são os tempos de vida dos portadores de buracos e elétrons, respectivamente.

O aumento da polarização reversa não permite que os portadores de carga majoritários se difundam pela junção. No entanto, esse potencial ajuda alguns portadores de carga minoritários a cruzar a junção. Uma vez que os portadores de carga minoritários na região n e na região p são produzidos por pares elétron-buraco gerados termicamente, esses portadores de carga minoritários são extremamente dependentes da temperatura e independentes da tensão de polarização aplicada. A tensão de polarização aplicada atua como uma tensão de polarização direta para esses portadores de carga minoritários e uma corrente de pequena magnitude flui no circuito externo na direção oposta à da corrente convencional devido ao momento dos portadores de carga majoritários.

Observe que a corrente de saturação não é uma constante para um determinado dispositivo; varia com a temperatura; esta variação é o termo dominante no coeficiente de temperatura de um diodo. Uma regra comum é que ele dobra a cada 10  ° C de aumento na temperatura. (Bogart 1986, 40)

Referências

• Steadman, JW (1993). "Electronics" in RC Dorf, The Electrical Engineering Handbook. Boca Raton: CRC Press.
• Schubert, E. Fred. (2006). "LED básico: propriedades elétricas" em Light-Emitting Diodes : Cambridge Press.
• Bogart, F. Theodore Jr. (1986). "Dispositivos e circuitos eletrônicos": Merill Publishing Company