Уравнение вольтамперной характеристики ЭДП

В равновесном состоянии через ЭДП протекает ток, име­ющий диффузионную I_диф и дрейфовую I_др составляющие, уравновешивающие друг друга, т. е. I_диф = I_др. При прямом смещении ЭДП вследствие уменьшения потенциального барьера диффузионная составляющая увеличивается в раз и становится равной

где φ_τ = кТ/q — температурный потенциал, φ_τ = 25мВ при Т = 293 К.

Дрейфовая составляющая тока при этом почти не изме­няется. Следовательно, результирующий ток через ЭДП при прямом смещении

I_пр = I^I_диф – I_др = I(е^Uпр/φτ -1).

При обратном смещении ЭДП происходит увеличение потенциального барьера, препятствующего диффузионному движению основных носителей заряда. Диффузионная со­ставляющая тока уменьшается в е^Uпр/φτ раз, а дрейфовая уве­личивается, но очень незначительно. Результирующий ток через ЭДП становится равным

и протекает в направлении, противоположном направлению прямого тока.

Дрейфовую составляющую тока называют обратным током насыщения или просто обратным током и обознача­ют I_S. Выше приведенные формулы для прямой и обратной ветви обычно объединяют и запи­сывают в виде

I =I_S (е^Uпр/φτ-1)

Внешнее напряжение в эту формулу входит со знаком «плюс» при прямом смещении и со знаком «минус» — при обратном.

Графическая зависимость тока через ЭДП от приложенного к нему внешнего напря­жения (рис. 20) называется вольтамперной характерис­тикой (ВАХ) ЭДП. Она имеет прямую I_пр = f(U _пр) иобратную I_обр= f(U _обр)ветви.

Рис.20. Вольтамперная характеристика идеального ЭДП

Небольшие изменения внешнего прямого напряжения приво­дят к весьма значительным изменениям прямого тока, в то время как при изменении в больших пределах обратного напряжения через ЭДП протекает очень малый обратный ток. Это свойство позволяет использовать ЭДП в качестве выпрямительных элементов, преобразующих переменный ток в постоянный.