ВАХ идеализированного р-n перехода

Допущения:

- сопротивление частей кристалла примыкающих к переходу = 0;

- генерация и рекомбинация в области p-n перехода основных носителей отсутствует;

- ширина перехода имеет очень малую величину.

 

Можно показать что концентрации избыточных носителей Dn_pв р- области и Dp_n в n- области

 

D n_p = n_po(e^U/fT -1)

 

D p_n = p_no(e^U/fT -1) (5.12)

 

U – напряжение приложенное к переходу.

f _T - тепловой потенциал.

Ток через переход состоит из электронной и дырочной компонент

 

I_n = qSD_nDn_p/L_n

 

I_p = qSD_pDp_n/L_p (5.13)

 

S –площадь перехода

L_p и L_n – диффузионные длины дырок в n области и электронов в p области;

D_n и D_p – коэффициенты диффузии.

 

Подставляя в (5.13) выражения (5.12) получим аналитическое выражение ВАХ идеализированного диода:

 

I = I_n+ I_p= I_o(e^U/fT -1) (5.14)

 

где I_о [мкА] - обратный ток насыщения p-n перехода,

 

I_o= f(q, S, D_n, D_p) (5.15)

 

определяемый физиче­скими свойствами полупроводникового материала и называется тепловым обратным током;

 

Выражение (5.14) – аналитическое выражение для ВАХ идеального p-n перехода

 

 

Рис. 5.3 ВАХ p-n перехода

 

При комнатной температуре (Т = 300 К) f_T =0,026В и из 5.14:

 

I = I_o(e^40U -1) (5.16)