Le courant de saturation (ou courant d’échelle), plus précisément le courant de saturation inverse, est la partie du courant inverse dans une diode semi-conductrice causée par la diffusion des porteurs minoritaires des régions neutres vers la région de déplétion. Ce courant est presque indépendant de la tension inverse. (Steadman 1993, 459)
IS, le courant de saturation de polarisation inverse pour une diode p-n idéale, est donné par (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),\,}
où
e est la charge élémentaire A est l’aire de la section transversale Dp, Dn sont les coefficients de diffusion des trous et des électrons, respectivement, ND, NA sont les concentrations du donneur et de l’accepteur du côté n et du côté p, respectivement, ni est la concentration intrinsèque des porteurs dans le matériau semi-conducteur, τ p , τ n {\displaystyle \tau _{\text{p}},\tau _{\text{n}} sont les durées de vie des porteurs de trous et d’électrons, respectivement.
L’augmentation de la polarisation inverse ne permet pas aux porteurs de charge majoritaires de diffuser à travers la jonction. Cependant, ce potentiel aide certains porteurs de charge minoritaires à traverser la jonction. Comme les porteurs de charge minoritaires dans la région n et la région p sont produits par des paires électron-trou générées thermiquement, ces porteurs de charge minoritaires sont extrêmement dépendants de la température et indépendants de la tension de polarisation appliquée. La tension de polarisation appliquée agit comme une tension de polarisation directe pour ces porteurs de charge minoritaires et un courant de faible amplitude circule dans le circuit externe dans la direction opposée à celle du courant conventionnel en raison du moment des porteurs de charge majoritaires.
Notez que le courant de saturation n’est pas une constante pour un dispositif donné ; il varie avec la température ; cette variance est le terme dominant du coefficient de température pour une diode. Une règle empirique commune est qu’il double pour chaque augmentation de 10 °C de la température. (Bogart 1986, 40)