3.1.1.4. Струм діода за умов прямого зміщення

Щільність повного струму дiода за умов прямого змiщення і “товстих” областей n – і p – типу W_n > L_p і W_p > L_n :

JFD = q ,

(3.38)

де U_FD – напруга прямого зміщення діода; D_p, D_n – коефіцієнт дифузії відповідно дірок і електронів; p_n0, n_p0 – концентрація відповідно неосновних дірок у напівпровіднику n – типу і концентрація неосновних електронів у напівпровіднику p – типу; L_p, L_n – дифузійна довжина дірок і електронів; W_n і W_p – товщина областей n – і p – типу.

Струм крiзь діод розраховують множенням густини струму J_FD на площу перетину p-n-переходу S .

Струм діода за умов прямого змiщення і “тонких” областей. Для дiода, в якого одна з областей (у нашому випадку це буде область p - типу) тонка, тобто W_p < L_n (дифузiйна довжина електронiв L_n бiльша товщини областi W_p) в областi p-типу концентрацiйний профiль надлишкових неосновних електронiв розраховують за виразом:

(x) = npo sh /sh .

(3.39)

Якщо визначальним механізмом перенесення надлишкових неосновних електронiв у p-областi є дифузія, то щільність струму неосновних електронів в цій області розраховують за виразом :

JDn(x) = ch /sh .

(3.40)

Щільність повного струму дiода визначають як суму струмiв неосновних носiїв на межах ОПЗ, де ще не почався процес рекомбiнацiї :

JFD = .

(3.41)

Cтрум крізь дiод із ступiнчатим однобічним p-n-переходом (N_A >> N_D i x_p< x_n) за умови, що x_p  0, розраховують за виразом :

JFD = .

(3.42)

Якщо обидвi нейтральнi областi будуть тонкими, то щільність повного струму дiода з p-n-переходом визначають за формулою

JFD = ,

(3.43)

а струм через діод визначають множенням виразу (3.43) на площу перетину p-n-переходу S.

3.1.1.5. Зворотний струм насичення діода

Якщо на дiод з p-n-переходом подати зворотну напругу U_RD вiд зовнiшнього джерела живлення то висота потенцiального бар'єра зросте і буде дорівнювати

- = - (U0 + URD)

(3.44)

Товщина областi просторового заряду зросте. Умови рiвноваги на p-n-переходi дiода будуть порушенi. Струм дифузiї крiзь перехiд значно зменшиться, а переважати буде дрейфовий струм. Зворотний струм крізь діод за умов зворотного зміщення визначають як суму діркового та електронного струмів на границях ОПЗ :

IRD = qS .

(3.45)

Зваживши, що за умови | U_RD | > 4U_T зворотний струм насичення діода розраховують за виразом :

ISD = qS .

(3.46)

Для діода з p-n-переходом, за умов тонких нейтральних областей і зворотного зміщення переходу, зворотний струм насичення визначають за виразом :

ISD = qS .

(3.47)

Cтрум I_FD, який протікає крізь діод за напруги прямого зміщення U_FD , розраховують за виразом :

IFD = ISD .

(3.48)

За умов прямого зміщення exp  1, тому на практиці частіше використовують спрощену форму вольт - амперної характеристики (3.48)

IFD  ISD exp .

(3.49)