n переходу у відсутності зовнішнього поля в наближенні повного збіднення можна розрахувати за формулою:
(1.7)
Для зручності значення можна розрахувати відразу:
(1.8)
Складові рівноважної ширини pn переходу в n-області і p-області визначаються відповідно формулами:
(1.9)
(1.10)
Проведемо обчислення:
В В В
Результати показують, що більша частина ОПЗ знаходиться в базовій області діода, що підтверджує рівняння електронейтральності :
(1.11)
При U обр = 5В:
, (1.12)
В В В
При Uобр = 10В:
В
Обчислення показують, що ширина ОПЗ pn переходу збільшується з ростом зворотної напруги відповідно до співвідношенням
Максимальна величина напруженості електричного поля в ОПЗ pn переходу в наближенні повного збіднення визначається виразом:
(1.13)
Можна скористатися будь-який з цих формул, так як вони, внаслідок рівняння електронейтральності (1.11) дають однакові результати. Візьмемо першу формулу і розрахуємо значення Еmax при U = 0:
В
Ток насичення діода виражається через щільність струму насичення наступним чином:
(1.14)
Вираз для густини струму насичення діода з ідеальним pn переходом в загальному випадку має вигляд:
(1.15)
Розрахуємо значення Lp і Ln:
(1.16)
В В
(см)
(см)
Зазначимо, що Wn В»Lp і WpВ» Ln, отже у нас діод з широкою базою і тому?? 1. Бачимо, що ми маємо різкий n +-p (Ndn> Nap) перехід, тому рівноважна концентрація неосновних носіїв у базі np0 багато більше концентрації неосновних носіїв у емітері pn0 (так як з основними носіями все навпаки), і тому першим доданком в Фомули ( 15) можна знехтувати, внаслідок його малості в порівнянні з другим. Врахуємо, що Dn? Dp і Ln? Lp, перетворимо формулу (1.15) до вигляду:
(1.17)
Для знаходження коефіцієнта дифузії електронів D n скористаємося співвідношенням Ейнштейна:
, (1.18)
де ? np - дрейфова рухливість електронів в p- області. Вона визначається за формулою (1.6А) з тією лише різницею, що замість концентрації N dn там використовується N < span align = "justify"> ap .
Рівноважну концентрацію неосновних носіїв знайдемо із співвідношення:
, (1.19)
а дифузійна довжина електронів визначається як
...
