Forklar ændres den omvendte mætningsstrøm med temperaturen eller ej?

Den omvendte mætningsstrøm for en diode, betegnet som Iₛ , ændrer sig med temperaturen. Forholdet mellem Iₛ og temperaturen er typisk eksponentiel, hvilket betyder, at Iₛ stiger hurtigt i takt med at temperaturen stiger.

Her er en forklaring på, hvordan temperaturen påvirker den omvendte mætningsstrøm:

1. Øget minoritetsoperatørgenerering: Når temperaturen stiger, stiger den termiske energi, der leveres til halvledermaterialet. Dette resulterer i, at flere elektroner får nok energi til at hoppe fra valensbåndet til ledningsbåndet, hvilket skaber elektron-hul-par. Disse minoritetsbærere (elektroner i p-typen og huller i n-typen) bidrager til den omvendte mætningsstrøm.

2. Forbedret diffusion: Den højere termiske energi øger også mobiliteten for minoritetsbærere. Dette betyder, at minoritetsbærere lettere kan diffundere hen over udtømningsområdet, hvilket yderligere bidrager til den omvendte mætningsstrøm.

3. Reduceret båndgab: Med stigende temperatur falder halvledermaterialets energibåndgab. Dette gør det lettere for elektroner at krydse krydset og komme ind i det modsatte område, hvilket fører til en stigning i den omvendte mætningsstrøm.

Det eksponentielle forhold mellem Iₛ og temperatur kan udtrykkes matematisk ved hjælp af følgende ligning:

Iₛ(T) =Iₛ(T₀) * (T/T₀)^(n)

hvor:

- Iₛ(T) er den omvendte mætningsstrøm ved temperatur T .

- Iₛ(T₀) er den omvendte mætningsstrøm ved en referencetemperatur T₀ .

- n er en empirisk konstant, der afhænger af halvledermaterialet. Det har typisk en værdi mellem 2 og 3.

Når temperaturen stiger, Iₛ(T) stiger eksponentielt, hvilket resulterer i en højere omvendt strøm gennem dioden. Denne effekt bliver mere udtalt ved højere temperaturer.

For at opsummere er den omvendte mætningsstrøm af en diode ikke konstant, men stiger snarere med temperaturen. Denne temperaturafhængighed er styret af et eksponentielt forhold mellem Iₛ og temperatur.