Mætningsstrømmen (eller skala-strømmen), mere præcist den omvendte mætningsstrøm, er den del af den omvendte strøm i en halvlederdiode, der skyldes diffusion af minoritetsbærere fra de neutrale områder til depletionsområdet. Denne strøm er næsten uafhængig af den omvendte spænding. (Steadman 1993, 459)

IS, den omvendte bias-mætningsstrøm for en ideel p-n diode, er givet ved (Schubert 2006, 61):

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

hvor

e er elementarladning A er tværsnitsarealet Dp, Dn er diffusionskoefficienterne for huller og elektroner, ND, NA er donor- og acceptorkoncentrationerne på henholdsvis n-siden og p-siden, ni er den iboende ladningskoncentration i halvledermaterialet, τ p , τ n {\displaystyle \tau _{\text{p}}},\tau _{\text{n}}},\tau _{\text{n}}} {\displaystyle \tau _{\text{p}}},\tau _{\text{n}}} er hhv. hullers og elektroners bægerlevetid.

Stigning i reverse bias tillader ikke majoritetsladningsbærerne at diffundere over krydset. Dette potentiale hjælper imidlertid nogle minoritetsladningsbærere til at krydse krydset. Da minoritetsladningsbærerne i n-området og p-regionen produceres af termisk genererede elektron-hul-par, er disse minoritetsladningsbærere ekstremt temperaturafhængige og uafhængige af den anvendte forspænding. Den påførte bias-spænding virker som en fremadrettet bias-spænding for disse minoritetsladningsbærere, og en strøm af lille størrelse flyder i det eksterne kredsløb i modsat retning af den konventionelle strøm som følge af majoritetsladningsbærernes moment.

Bemærk, at mætningsstrømmen ikke er en konstant for en given enhed; den varierer med temperaturen; denne varians er det dominerende udtryk i temperaturkoefficienten for en diode. En almindelig tommelfingerregel er, at den fordobles for hver 10 °C temperaturstigning. (Bogart 1986, 40)

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.