ライター：misao007009さん（最終更新日時:2016/10/1）投稿日：2016/7/13

ダイオード特性に関する質問

　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！