Физика твердотельных структур. Лукин А.Н - 9 стр.

                                                                   9
   Результирующий ток через p-n переход с приложением к нему внешне-
го напряжения равен сумме токов основных и неосновных носителей с
учетом их направления:

                         ±
                             q0U
                                                     ±
                                                         q0U
                                                                               ⎛ ± qkT0U     ⎞
            I = I ps e        kT
                                   − I ns + I ns e        kT
                                                               − I ps   = I s ⎜⎜ e       − 1⎟⎟   (1),
                                                                               ⎝             ⎠

где Is = Ips + Ins.
Уравнение (1), выражающее зависимость тока через переход от величины
и знака приложенного напряжения, есть уравнение вольтамперной харак-
теристики идеального p-n перехода. Знак «плюс» пред U относится к про-
пускному направлению, знак «минус» к запорному. При одном и том же
значении напряжения величина тока через p-n переход в прямом направле-
нии значительно больше, чем в запорном, т. е. p-n переход обладает вы-
прямляющей способностью.
   Из формулы (1.) видно, что при приложении к p-n переходу напряжения
в прямом направлении сила тока через p-n переход растет по экспоненте и
уже при незначительном напряжении достигает большей величины, а с
приложением напряжения в запорном направлении сила тока в цепи p-n
перехода стремится к предельному значению тока Is, величина которого
обычно мала, так как мала концентрация неосновных носителей заряда.
   Рассмотрим анализ p-n – перехода на основе диодной теории является
наиболее простым. Более детальное рассмотрение процессов в рамках
диффузионной теории приводит к следующему выражению для тока на-
сыщения Js:
                       ⎛ Dn n p D p Pn                   ⎞        ⎛L n   L P ⎞
            I s = q0 S ⎜       +                         ⎟ = q0 S ⎜ n p + p n ⎟                  (2),
                       ⎜ L       Lp                      ⎟        ⎜ τ     τ p ⎟⎠
                       ⎝ n                               ⎠        ⎝ n

где Ln, Lp, и τn, τp – диффузные длины и времена жизни электронов и дырок
соответственно.
      Таким образом, в диоде с тонким p-n переходом (толстой базой) ток
насыщения не зависит от напряжения.
      Для диода с тонкой базой, т. е. диода, толщина базы которого (Wn
или Wp) значительно меньше диффузионной длины неосновных носителей,
можно получить для тока насыщения (см., например, 1)

                                                       ⎛p D    n p Dn ⎞
                                            I s = q0 S ⎜ n n +        ⎟
                                                       ⎜ W      W     ⎟
                                                       ⎝   n       p  ⎠

Таким образом, в диоде с тонкой базой ток насыщения зависит от обратно-
го напряжения, в связи с изменением толщины p-n перехода.