Halbleiterbauelemente - Leckstrom
Eine wichtige Leitungsbegrenzung der PN-Sperrschichtdiode ist leakage current. Wenn eine Diode in Sperrrichtung vorgespannt ist, nimmt die Breite des Verarmungsbereichs zu. Im Allgemeinen ist diese Bedingung erforderlich, um die Stromträgerakkumulation in der Nähe der Verbindungsstelle zu beschränken. Mehrheitsstromträger werden hauptsächlich im Verarmungsbereich negiert, und daher wirkt der Verarmungsbereich als Isolator. Normalerweise passieren Stromträger keinen Isolator.
Es ist ersichtlich, dass in einer in Sperrrichtung vorgespannten Diode ein Teil des Stroms durch den Verarmungsbereich fließt. Dieser Strom wird Leckstrom genannt. Der Leckstrom ist abhängig von Minderheitsstromträgern. Wie wir wissen, sind die Minoritätsträger Elektronen im Material vom P-Typ und Löcher im Material vom N-Typ.
Die folgende Abbildung zeigt, wie Stromträger reagieren, wenn eine Diode in Sperrrichtung vorgespannt ist.
Es folgen die Beobachtungen -
Minoritätsträger jedes Materials werden durch die Verarmungszone zur Verbindungsstelle geschoben. Diese Aktion verursacht einen sehr kleinen Leckstrom. Im Allgemeinen ist der Leckstrom so gering, dass er als vernachlässigbar angesehen werden kann.
Hier spielt bei Leckstrom die Temperatur eine wichtige Rolle. Die Minoritätsstromträger sind meist temperaturabhängig.
Bei Raumtemperaturen von 25 ° C oder 78 ° F ist eine vernachlässigbare Menge von Minoritätsträgern in einer Sperrvorspannungsdiode vorhanden.
Wenn die Umgebungstemperatur ansteigt, führt dies zu einer signifikanten Zunahme der Erzeugung von Minoritätsträgern und infolgedessen zu einer entsprechenden Zunahme des Leckstroms.
Bei allen in Sperrrichtung vorgespannten Dioden ist das Auftreten von Leckstrom bis zu einem gewissen Grad normal. In Germanium- und Siliziumdioden ist der Leckstrom nur geringmicroamperes und nanoamperes, beziehungsweise. Germanium ist viel temperaturempfindlicher als Silizium. Aus diesem Grund wird in modernen Halbleiterbauelementen hauptsächlich Silizium verwendet.