[물리전자] 이상적인 다이오드 원리 설명

평형상태에서는 전류가 흐르지 않습니다.
전자의 diffusion과 drift가 서로 상쇄되고 hole도 마찬가지로 상쇄되기 때문입니다.

forward bias

PN다이오드의 장벽이 낮아지며 diffusion 할 수 있는 전자와 hole이 많아집니다.
하지만 drift의 양은 변하지 않으며 순방향 전류가 증가하게 됩니다.

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reverse bias 

PN다이오드의 장벽이 더욱 더 커지게 됩니다.
diffusion으로 인한 전류는 무시할 수 있을 정도로 작아집니다.
역시 drift의 양은 변하지 않으며 미미한 역방향 전류가 흐릅니다. 

generation current

depletion 영역에서 generation으로 캐리어가 생성됩니다.
그리고 junction의 edge 에서 공급되는 소수 캐리어는 drift 전류를 만들어냅니다. 
이 전류는 전자-hole 쌍의  thermal excitation로 인해 만들어지며??
이를 "generation current" 라고 합니다.

이러한 minority carrier의 drift current는 potential 장벽의 높이에 영향을 받지 않습니다.
reverse bias 영역에서 전류가 일정하게 보이는 것도 이같은 이유입니다.

절벽에서 떨어지는 물을 생각해봅시다.
아무리 절벽이 높다하더라도 절벽 위의 물의 양이 일정하다면
흐르는 물의 양도 일정할 것입니다.   

이상적인 다이오드 방정식은 다음과 같습니다.
$$I=I_{0}(e^{\frac{qV}{kT}}-1)$$

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