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_p в 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)