PN接合について

質問

PN接合で、理想的な接合理論から電流密度を求める式はどんな式ですか？教えてください。

回答No.2

mmky · ベストアンサー

#1から追伸

「電流密度を求める式」は理論的に以下の式です。
J=enC(exp(-φ/KT))(exp(eV/KT)-1)=enC{exp(V-φ）/kT -1}
J:電流密度　e: 電荷　ｎ：は半導体内のキャリア密度　φ：バンドギャップ
V:印加電圧　K:ボルツマン定数　T：温度K　C:定数
＃１では1を引いてませんでした。1は普通無視しています。
参考まで

回答No.1

mmky

「電流密度を求める式」ということですが、流れる電流の式は決まっていますのでそれを参考までに、

PNダイオードに順方向バイアス電圧Vを印加すると流れる電流Ｉは、
以下の式になりますね。
Ｉ＝ie＾{ｑ(V-Vth)/KT}　：eはExpornential です。
ここで、Ｉは電流、iは、リーク電流といいます。
Ｖは印加電圧、Vthは材料の閾値電圧（化学ポテンシャル）
qは電子の電荷、Ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度表示の温度（度Ｋ）
常温では約300Ｋを使います。
シリコンの半導体ではVthが0.7Vに近い値です。Vthは閾値といってPNジャンクション間の化学ポテンシャルですね。（q/KT)は39になるかな。
ということでPNジャンクションダイオードの材料や大きさで決まるのが
リーク電流iですね。これはナノアンペアの単位ですね。電子の電荷が
10＾-19　のオーダだから10＾12個ぐらいの電子がもれ電流になっている
のがわかるね。

参考になれば、