Saturační proud (nebo také stupnicový proud), přesněji řečeno zpětný saturační proud, je část zpětného proudu v polovodičové diodě způsobená difuzí minoritních nosičů z neutrální oblasti do oblasti vyčerpání. Tento proud je téměř nezávislý na zpětném napětí. (Steadman 1993, 459)

IS, proud nasycení při zpětném vychýlení pro ideální p-n diodu, je dán vztahem (Schubert 2006, 61):

I S = e A n i 2 ( 1 N D D p τ p + 1 N A D n τ n ) , {\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),\,} {\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),\,}

kde

e je elementární náboj A je plocha průřezu Dp, Dn jsou koeficienty difúze děr a elektronů, ND, NA jsou koncentrace donorů na straně n a akceptorů na straně p, ni je vnitřní koncentrace nosičů v polovodičovém materiálu, τ p , τ n {\displaystyle \tau _{\text{p}},\tau _{\text{n}}}. {\displaystyle \tau _{\text{p}},\tau _{\text{n}}} jsou doby života nosičů děr a elektronů.

Zvýšení zpětného předpětí neumožňuje difúzi většinových nosičů náboje přes přechod. Tento potenciál však pomáhá některým minoritním nosičům náboje při přechodu. Protože menšinové nosiče náboje v n-oblasti a p-oblasti vznikají tepelně generovanými páry elektron-díra, jsou tyto menšinové nosiče náboje extrémně závislé na teplotě a nezávislé na použitém předpětí. Přiložené předpětí působí jako dopředné předpětí pro tyto minoritní nosiče náboje a ve vnějším obvodu teče proud malé velikosti ve směru opačném, než je směr konvenčního proudu v důsledku momentu majoritních nosičů náboje.

Všimněte si, že saturační proud není pro dané zařízení konstantní; mění se s teplotou; tato odchylka je dominantním členem v teplotním koeficientu diody. Běžným pravidlem je, že se zdvojnásobuje na každých 10 °C nárůstu teploty. (Bogart 1986, 40)

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.