De verzadigingsstroom (of schaalstroom), nauwkeuriger de omgekeerde verzadigingsstroom, is dat deel van de omgekeerde stroom in een halfgeleiderdiode dat wordt veroorzaakt door diffusie van minderheidsdragers uit de neutrale gebieden naar het depletiegebied. Deze stroom is vrijwel onafhankelijk van de sperspanning. (Steadman 1993, 459)

IS, de reverse bias verzadigingsstroom voor een ideale p-n diode, wordt gegeven door (Schubert 2006, 61):

I S = e A n i 2 ( 1 N D p τ p + 1 N A D n τ n ) , {\displaystyle I_{text{S}}=eAn_text{i}}^{2} links({\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}-links({\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}}}}}}}}}}{\tau _{\text{n}}}}}}}),\waarin e de elementaire lading is A de doorsnedeoppervlakte Dp, Dn de diffusiecoëfficiënten van respectievelijk gaten en elektronen zijn, ND, NA de donor- en acceptorconcentraties aan respectievelijk de n- en p-zijde zijn, ni de intrinsieke draagstofconcentratie in het halfgeleidermateriaal is, τ p , τ n {\displaystyle \tau _{\text{p}},\tau _{text{n}}} {Displaystyle \tau _{\text{p}},\tau _{\text{n}}} zijn de dragerschapslevensduur van respectievelijk gaten en elektronen.

Het verhogen van de sperspanning zorgt ervoor dat de dragers met de meerderheidslading niet over de junctie kunnen diffunderen. Deze potentiaal helpt echter sommige minderheids ladingsdragers bij het oversteken van de junctie. Aangezien de minderheidschargedragers in het n-gebied en het p-gebied worden geproduceerd door thermisch gegenereerde elektron-gatparen, zijn deze minderheidschargedragers uiterst temperatuurafhankelijk en onafhankelijk van de toegepaste voorspanning. De toegepaste voorspanning werkt als een voorwaartse voorspanning voor deze minderheids-ladingdragers en een stroom van kleine omvang vloeit in het externe circuit in de richting tegengesteld aan die van de conventionele stroom als gevolg van het moment van meerderheids-ladingdragers.

Merk op dat de verzadigingsstroom geen constante is voor een gegeven apparaat; hij varieert met de temperatuur; deze variantie is de dominante term in de temperatuurcoëfficiënt voor een diode. Een gebruikelijke vuistregel is dat deze verdubbelt voor elke 10 °C stijging van de temperatuur. (Bogart 1986, 40)

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.