擴(kuò)散電流

擴(kuò)散電流是指在PN結(jié)中，由于濃度梯度引起的載流子自發(fā)性運(yùn)動(dòng)形成的電流。在半導(dǎo)體器件中，擴(kuò)散電流是常見的一種漏電流。

1.什么是擴(kuò)散電流

擴(kuò)散電流是由于半導(dǎo)體P區(qū)和N區(qū)之間的濃度梯度形成的載流子自發(fā)性運(yùn)動(dòng)，從高濃度區(qū)向低濃度區(qū)移動(dòng)而產(chǎn)生的電流。當(dāng)PN結(jié)正向偏置時(shí)，擴(kuò)散電流會(huì)抵消電場引起的漂移電流，反向偏置時(shí)，擴(kuò)散電流則為主要的漏電流。

2.擴(kuò)散電流計(jì)算公式

擴(kuò)散電流的計(jì)算公式如下：

I = qA frac{D_n}{L_n}n + qA frac{D_p}{L_p}p

其中，I 為擴(kuò)散電流密度，q 為電子電荷量，A 為PN結(jié)面積，Dn 和 Dp 分別為電子和空穴的擴(kuò)散系數(shù)，Ln 和 Lp 分別為電子和空穴的平均自由程，n 和 p 分別為電子和空穴的濃度。

3.擴(kuò)散電流由什么引起的

擴(kuò)散電流是由于PN結(jié)中的載流子自發(fā)性運(yùn)動(dòng)形成的。在靜態(tài)狀態(tài)下，P區(qū)和N區(qū)都含有雜質(zhì)離子，其濃度呈現(xiàn)出梯度分布。當(dāng)PN結(jié)外加電場時(shí)，會(huì)使載流子發(fā)生漂移運(yùn)動(dòng)，但同樣存在濃度梯度作用，載流子也會(huì)發(fā)生擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。因此，在PN結(jié)中，電子和空穴同時(shí)發(fā)生擴(kuò)散流，從而形成了擴(kuò)散電流。