تيار التشبع

تيار التشبع (أو تيار المقياس )، أو بدقة أكبر تيار التشبع العكسي ، هو جزء من التيار العكسي في ثنائي أشباه الموصلات الناتج عن انتشار حاملات الشحنة الأقلية من المناطق المحايدة إلى منطقة الاستنزاف . هذا التيار يكاد يكون مستقلاً عن الجهد العكسي. ^{[ 1 ]}

تيار التشبع بالانحياز العكسي${\displaystyle I_{\text{S}}}$بالنسبة للثنائي المثالي من نوع p-n، يكون:

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

أين

${\displaystyle q}$الشحنة الأولية

${\displaystyle A}$هي مساحة المقطع العرضي

${\displaystyle D_{\text{p}},D_{\text{n}}}$يمثلان معاملات انتشار الثقوب والإلكترونات على التوالي.

${\displaystyle N_{\text{D}},N_{\text{A}}}$تمثل هذه القيم تركيزات المانح والمستقبل على الجانب n والجانب p على التوالي.

${\displaystyle n_{\text{i}}}$يمثل تركيز حاملات الشحنة الذاتية في مادة أشباه الموصلات،

${\displaystyle \tau _{\text{p}},\tau _{\text{n}}}$يمثلان عمر حاملات الشحنة للثقوب والإلكترونات، على التوالي. ^{[ 2 ]}

لا يسمح ازدياد الانحياز العكسي لحاملات الشحنة الأغلبية بالانتشار عبر الوصلة. مع ذلك، يُساعد هذا الجهد بعض حاملات الشحنة الأقلية على عبور الوصلة. ولأن حاملات الشحنة الأقلية في منطقتي n و p تُنتج بواسطة أزواج الإلكترون-فجوة المتولدة حراريًا، فإن هذه الحاملات تعتمد بشكل كبير على درجة الحرارة ولا تتأثر بجهد الانحياز المُطبق. يعمل جهد الانحياز المُطبق كجهد انحياز أمامي لهذه الحاملات، ويتدفق تيار صغير في الدائرة الخارجية في الاتجاه المعاكس للتيار الاعتيادي نتيجة لحركة حاملات الشحنة الأغلبية.

لاحظ أن تيار التشبع ليس ثابتًا لجهاز معين؛ فهو يتغير مع درجة الحرارة؛ وهذا التباين هو الحد المهيمن في معامل درجة الحرارة لثنائي السيليكون.

• تيار التسرب العكسي ، وهو التيار العكسي الناجم عن جميع الأسباب