संतृप्ति धारा

संतृप्ति धारा (या पैमाना धारा), अधिक सटीक रूप से प्रतिलोम संतृप्ति धारा, अर्धचालक डायोड में प्रतिलोम धारा का हिस्सा होता है, जो तटस्थ क्षेत्रों से अवक्षय क्षेत्र क्षेत्र में अल्पसंख्यक वाहकों के प्रसार के कारण होता है। यह धारा प्रतिलोम विभव से लगभग स्वतंत्र है।

प्रतिलोम झुकाव संतृप्ति धारा $I_{\text{S}}$ एक आदर्श पी-एन डायोड के लिए है:

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

जहाँ

$q$ प्राथमिक प्रभार है

$A$ पार-अनुभागीय क्षेत्र है

$D_{\text{p}},D_{\text{n}}$ क्रमशः छिद्रों और इलेक्ट्रॉनों के प्रसार गुणांक हैं,

$N_{\text{D}},N_{\text{A}}$ क्रमशः n पक्ष और p पक्ष पर दाता और स्वीकर्ता सांद्रता हैं,

$n_{\text{i}}$ सेमीकंडक्टर सामग्री में आंतरिक वाहक एकाग्रता है,

$\tau _{\text{p}},\tau _{\text{n}}$ क्रमशः छिद्रों और इलेक्ट्रॉनों के वाहक जीवनकाल हैं।

पश्चदिशिक झुकाव में वृद्धि बहुसंख्यक आवेश वाहकों को संधि स्थल पर विसरित नहीं होने देती। यद्यपि, यह क्षमता कुछ अल्पसंख्यक आवेश वाहकों को संधि स्थल को पार करने में सहायता करती है। चूँकि एन-क्षेत्र और पी-क्षेत्र में अल्पसंख्यक आवेश वाहक तापीय रूप से उत्पन्न इलेक्ट्रॉन-छिद्र युग्मों द्वारा निर्मित होते हैं, ये अल्पसंख्यक आवेश वाहक अत्यधिक तापमान पर निर्भर होते हैं, और लागू झुकाव विभव से स्वतंत्र होते हैं। अनुप्रयुक्त झुकाव विभव इन अल्पसंख्यक आवेश वाहकों के लिए अग्र झुकाव विभव के रूप में कार्य करता है, और बहुसंख्यक आवेश वाहकों के क्षण के कारण पारंपरिक प्रवाह के विपरीत दिशा में बाहरी परिपथ में छोटी परिमाण की धारा प्रवाहित होती है।

ध्यान दें कि किसी दिए गए उपकरण के लिए संतृप्ति धारा स्थिर नहीं है; यह तापमान के साथ परिवर्तित होता रहता है; डायोड के लिए तापमान गुणांक में यह भिन्नता प्रमुख शब्द है। अंगूठे का एक सामान्य नियम यह है कि तापमान में हर 10 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि के लिए यह दोगुना हो जाता है।