Ток насыщения

Ток насыщения (или ток масштаба ), точнее обратный ток насыщения , — это часть обратного тока в полупроводниковом диоде , вызванная диффузией неосновных носителей из нейтральных областей в область обеднения . Этот ток практически не зависит от обратного напряжения.

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

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

где

$q$ это элементарный заряд

$A$ это площадь поперечного сечения

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

$N_{\text{D}},N_{\text{A}}$ – концентрации доноров и акцепторов на стороне n и стороне p соответственно,

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

$\tau _{\text{p}},\tau _{\text{n}}$ – времена жизни носителей дырок и электронов соответственно.

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 создаются термически генерируемыми электронно-дырочными парами, эти неосновные носители заряда чрезвычайно зависят от температуры и не зависят от приложенного напряжения смещения. Приложенное напряжение смещения действует как напряжение прямого 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; оно меняется в зависимости от температуры; эта разница является доминирующим членом температурного коэффициента диода. Общее эмпирическое правило заключается в том, что оно удваивается на каждые 10   °C повышения температуры.

См. также

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