ダイオード特性に関する質問    モルタル家 14.jpg

 

 

 この質問に関する回答

 

    

■質問

http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q13158822923


pn接合での順方向電流特性で

なぜ低電圧では再結合電流が支配的になり、高い印加電圧では拡散電流が支配的になるのでしょうか?
アホな質問かもしれませんがお願いします。


PN接合,順方向電流特性,拡散電流,再結合電流,高い印加電圧,I1,I2


■回答

再結合電流は
I1*e^(qV/(2kT))
に、
拡散電流は
I2*e^(qV/(kT))
に比例し、
I1>I2
であるから、
ではないですか?

http://fhirose.yz.yamagata-u.ac.jp/text/pn3.pdf
P41


再結合電流は、N領域からP領域に行くeとP領域からN領域に行くhが、途中の空乏層ないで再結合してしまうことによる電流です。空乏層ちゅうに結晶欠陥や不純物があると、そこに準位ができてしまい、再結合の中継場所になってしまいます。この電流が
再結合電流は
I1*e^(qV/(2kT)-1)--(1)
です。
拡散電流は
I2*e^(qV/(kT)ー1)---(2)
に比例し、この場合(欠陥が多い)、
I1>I2
となり、Vが小さいときは(1)が支配的になります。
Vが大きくなれば(2)が支配的になります。eの指数のVの係数が再結合項の倍だからです

下の本が詳しいです。

空間電荷領域での再結合電流はなぜ
I1*e^(qV/(2kT)-1)
となり、「2」が入るのかは、
P205~P211に書かれています。

拡散電流がなぜ、
I2*e^(qV/(kT)ー1)
なのかは、P205までにわたり説明されています。

ーーーーP141より引用------
また、空間電荷領域での再結合確率を大きくする原因として、結晶欠陥、不純物による媒介中心論が、Hall、Shochley、Readによって確立され、この理論は、多くに現象の説明にせいこうしているそうです。
半導体内部欠陥は、結晶格子の規則正しい周期性を破壊し、ドナー不純物やアクセプタ不純物と同様に、禁制ギャップにエネルギー準位を作り出す。これらの順位は、伝導帯と価電子帯との間で電子と正孔の遷移に「踏み台」としての役割を果たす。遷移確立は準位間の距離による。したがって、欠陥はこのような遷移をより多く発生させ、半導体の寿命にドラスティックな影響を与える。
再結合・発生過程は、このような媒介的なエナルギー準位によって促進される。
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>アホな質問かもしれませんがお願いします
ーー>笑い!!!とんでもない!もっとも難しい部分です。
久しぶりに、読み返してみた!
難しい!


質問した人からのコメント

2016/5/7 22:02:38


本当にありがとうございます!