Corriente de saturación

Límite de corriente que fluye a través de un dispositivo

La corriente de saturación (o corriente de escala ), más precisamente la corriente de saturación inversa , es la parte de la corriente inversa en un diodo semiconductor causada por la difusión de portadores minoritarios desde las regiones neutras a la región de agotamiento . Esta corriente es casi independiente del voltaje inverso. ^[1]

La corriente de saturación de polarización inversa para un diodo p–n ideal es: ${\displaystyle I_{\text{S}}}$

${\displaystyle I_{\text{S}}=qAn_{\text{i}}^{2}\left({\frac {1}{N_{\text{D}}}}{\sqrt {\frac {D_{\text{p}}}{\tau _{\text{p}}}}}+{\frac {1}{N_{\text{A}}}}{\sqrt {\frac {D_{\text{n}}}{\tau _{\text{n}}}}}\right),\,}$

dónde

${\displaystyle q}$es carga elemental

${\displaystyle A}$es el área de la sección transversal

${\displaystyle D_{\text{p}},D_{\text{n}}}$son los coeficientes de difusión de huecos y electrones, respectivamente,

${\displaystyle N_{\text{D}},N_{\text{A}}}$son las concentraciones de donador y aceptor en el lado n y el lado p, respectivamente,

${\displaystyle n_{\text{i}}}$es la concentración intrínseca de portadores en el material semiconductor,

${\displaystyle \tau _{\text{p}},\tau _{\text{n}}}$son los tiempos de vida de los portadores de huecos y electrones, respectivamente. ^[2]

El aumento de la polarización inversa no permite que los portadores de carga mayoritarios se difundan a través de la unión. Sin embargo, este potencial ayuda a algunos portadores de carga minoritarios a cruzar la unión. Dado que los portadores de carga minoritarios en la región n y la región p se producen por pares electrón-hueco generados térmicamente, estos portadores de carga minoritarios dependen en gran medida de la temperatura e son independientes del voltaje de polarización aplicado. El voltaje de polarización aplicado actúa como un voltaje de polarización directa para estos portadores de carga minoritarios y una corriente de pequeña magnitud fluye en el circuito externo en la dirección opuesta a la de la corriente convencional debido al momento de los portadores de carga mayoritarios.

Tenga en cuenta que la corriente de saturación no es constante para un dispositivo determinado, sino que varía con la temperatura; esta variación es el término dominante en el coeficiente de temperatura de un diodo. Una regla general es que se duplica por cada  aumento de 10 °C en la temperatura. ^[3]

Véase también

Corriente de fuga inversa , la corriente inversa que surge de todas las causas

Referencias

1. Steadman, JW (1993). "Electrónica". En RC Dorf (ed.). Manual de ingeniería eléctrica . Boca Raton: CRC Press . pág. 459. ISBN 0849301858.
2. Schubert, E. Fred (2006). "Conceptos básicos de los LED: propiedades eléctricas". Diodos emisores de luz . Cambridge University Press . pág. 61.
3. Bogart, F. Theodore Jr. (1986). Dispositivos y circuitos electrónicos . Merill Publishing Company. pág. 40.