A telítési áram (vagy skálaáram), pontosabban a fordított telítési áram a félvezető diódában a fordított áramnak az a része, amelyet a kisebbségi hordozók diffúziója okoz a semleges területekről a fogyatkozási területre. Ez az áram szinte független a fordított feszültségtől. (Steadman 1993, 459)

IS, a fordított előfeszítésű telítési áram egy ideális p-n dióda esetében a következőképpen adódik: (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),\,}

ahol

e az elemi töltés A a keresztmetszeti terület Dp, Dn a lyukak, illetve az elektronok diffúziós együtthatója, ND, NA a donor és az akceptor koncentrációja az n oldalon, illetve a p oldalon, ni a félvezető anyagban lévő belső hordozó koncentrációja, τ p , τ n {\displaystyle \tau _{\text{p}},\tau _{\text{n}}}} {\displaystyle \tau _{\text{p}},\tau _{\text{n}}}} a lyukak, illetve az elektronok hordozói élettartama.

A fordított előfeszítés növelése nem teszi lehetővé, hogy a többségi töltéshordozók átdiffundáljanak az átmeneten. Ez a potenciál azonban segíti néhány kisebbségi töltéshordozó átjutását az átmeneten. Mivel az n- és p-régióban a kisebbségi töltéshordozókat termikusan keletkező elektron-lyuk párok hozzák létre, ezek a kisebbségi töltéshordozók rendkívül hőmérsékletfüggőek és függetlenek az alkalmazott előfeszítéstől. Az alkalmazott előfeszültség ezen kisebbségi töltéshordozók számára előfeszítésként hat, és a külső áramkörben a többségi töltéshordozók momentuma miatt a hagyományos árammal ellentétes irányú, kis nagyságú áram folyik.

Megjegyezzük, hogy a telítési áram nem állandó egy adott eszköz esetében; a hőmérséklet függvényében változik; ez az eltérés a dióda hőmérsékleti együtthatójának domináns tagja. Egy általános ökölszabály szerint minden 10 °C hőmérséklet-emelkedés esetén megduplázódik. (Bogart 1986, 40)

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.