Závislost proudu na napětí na přechodu PN

Rovnici ideálního přechodu PN lze odvodit za určitých podmínek:

• platí depletiční aproximace,
• neexistuje žádný vnější zdroj generace nosičů náboje (např. světlo),
• jde o strmý přechod,
• neuvažujeme generaci a rekombinaci v depletiční vrstvě,
• uvažujeme režim nízké injekce,
• mimo depletiční oblast je nulové elektrické pole,
• koncentrace N_A a N_D jsou konstantní.

Jelikož je odvození této rovnice značně složité, nebudu jej zde podrobně popisovat. Výsledkem je vztah, známý též jako Shockleyho rovnice ideální diody:

.         (1)

U_T ...tepelné napětí, které je rovno kT/q, kde k je Boltzmanova konstanta, q náboj elektronu, a T absolutní teplota
U... napětí na přechodu PN
I... proud procházející přechodem
I₀ ...saturační proud

Saturační proud I₀ je roven:

.   (2)

A...plocha přechodu
N_A...koncentrace akceptorů
N_D...koncentrace donorů
n_i ...vlastní koncentrace 
D_n,D_p...difúzní koeficient elektronů resp. děr
L_n,L_p...střední difúzní délka elektronů resp. děr

, (3,4)

Z výše uvedených vztahů vyplývá, že saturační proud I₀ závisí na:

• koncentraci příměsí N_A, N_D,

• ploše přechodu A,

• na teplotě T (jednak přímo a exponenciálně přes vlastní koncentraci n_i),

• na době života minoritních nosičů t_n a t_p.

Voltampérová charakteristika ideálního přechodu PN

T [K] NA [m-3] ND [m-3] 0 1022 1022 300 1023 1023 360

Přechod PN, Teorie přechodu PN, Kapacita přechodu PN, Voltampérová charakteristika přechodu PN, Použité konstanty a hodnoty