Mättnadsströmmen (eller skalströmmen), närmare bestämt den omvända mättnadsströmmen, är den del av den omvända strömmen i en halvledardiod som orsakas av att minoritetsbärare sprids från de neutrala regionerna till utarmningsområdet. Denna ström är nästan oberoende av den omvända spänningen. (Steadman 1993, 459)

IS, den omvända mättnadsströmmen för en ideal p-n-diod, ges av (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),\,}

varvid

e är elementarladdning A är tvärsnittsarean Dp, Dn är diffusionskoefficienterna för hål respektive elektroner, ND, NA är koncentrationerna av givare och mottagare på n-sidan respektive p-sidan, ni är den inneboende bärarkoncentrationen i halvledarmaterialet, τ p , τ n {\displaystyle \tau _{\text{p}}},\tau _{\text{n}}} {\displaystyle \tau _{\text{p}},\tau _{\text{n}}} är hålens respektive elektronernas livstid.

En ökning av den omvända förspänningen gör det inte möjligt för majoritetsladdningsbärarna att diffundera över förbindelsen. Denna potential hjälper dock vissa minoritetsladdningsbärare att korsa korsningen. Eftersom minoritetsladdningsbärarna i n-området och p-området produceras av termiskt genererade elektron-hål-par är dessa minoritetsladdningsbärare extremt temperaturberoende och oberoende av den tillämpade förspänningen. Den applicerade förspänningen fungerar som en framåtriktad förspänning för dessa minoritetsladdningsbärare och en ström av liten storlek flödar i den externa kretsen i motsatt riktning mot den konventionella strömmen på grund av momentet av majoritetsladdningsbärare.

Bemärk att mättnadsströmmen inte är en konstant för en given anordning; den varierar med temperaturen; denna variation är den dominerande termen i temperaturkoefficienten för en diod. En vanlig tumregel är att den fördubblas för varje 10 °C temperaturökning. (Bogart 1986, 40)

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.