Current crowding (original) (raw)
Current crowding (also current crowding effect, or CCE) is a nonuniform distribution of current density through a conductor or semiconductor, especially in the vicinity of electrical contacts and over PN junctions. In large bipolar junction transistors, the resistance of the base layer influences the distribution of current density through the base region, especially at the emitter side. Current crowding occurs especially in areas of localized lowered resistance, or in areas where the field strength is concentrated (e.g., at the edges of layers).
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| dbo:abstract | Current crowding (also current crowding effect, or CCE) is a nonuniform distribution of current density through a conductor or semiconductor, especially in the vicinity of electrical contacts and over PN junctions. Current crowding is one of the factors limiting the efficiency of light-emitting diodes. Materials with low mobility of charge carriers (e.g., aluminium gallium indium phosphide (AlGaInP)) are especially prone to current crowding phenomena. It is the dominant loss mechanism in some LEDs, where the current densities, especially around the P-side contacts, reach an area of the emission characteristics with lower brightness/current efficiency. Current crowding can lead to localized overheating and formation of thermal hotspots, in catastrophic cases leading to thermal runaway. Nonhomogenous distribution of current also aggravates electromigration effects and the formation of voids (see, e.g., the Kirkendall effect). Formation of voids causes localized nonhomogeneity of current density, and the increased resistance around the void causes further localized temperature rise, which in turn accelerates the formation of the void. Conversely, localized lowering of current density may lead to deposition of the migrated atoms, leading to further lowering of current density, further deposition of material, and formation of hillocks, which may cause short circuits. In large bipolar junction transistors, the resistance of the base layer influences the distribution of current density through the base region, especially at the emitter side. Current crowding occurs especially in areas of localized lowered resistance, or in areas where the field strength is concentrated (e.g., at the edges of layers). (en) La concentración de corriente (también llamado efecto de la concentración de corriente, o CCE (Current crowding Effect) es una distribución no homogénea de la densidad de corriente a través de un conductor o semiconductor, especialmente en las proximidades de los contactos y en los uniones PN. La concentración de corriente es uno de los factores limitantes de la eficiencia de los diodos emisores de luz. Materiales con una baja movilidad de portadores de carga, como por ejemplo el Arseniuro de galio-aluminio, son especialmente propensos a fenómenos concentración de corriente. Es un mecanismo de pérdida dominante en algunos, donde las densidades de corriente, especialmente alrededor de los contactos del lado P, alcanzan la parte de las características de emisión con menor eficiencia de brillo/corriente. La concentración de corriente puede provocar un sobrecalentamiento localizado y formación de puntos calientes termales que, en casos catastróficos, conducen a la fuga térmica. La distribución no homogénea de la corriente también agrava los efectos de la electromigración y la formación de vacíos (véase, por ejemplo, el efecto Kirkendall). La formación de vacíos provoca la no homogeneidad localizada de la densidad de corriente, y el aumento de la resistencia alrededor del vacío causa un aumento de la temperatura localizada adicional, que a su vez acelera la formación del vacío. A la inversa, la disminución localizada de la densidad de corriente puede conducir a la deposición de los átomos migrados, lo que lleva a una mayor disminución de la densidad de corriente y una mayor deposición del material y la formación de montículos, lo que puede causar cortocircuitos. En los transistores bipolares grandes la resistencia de la capa base influye en la distribución de la densidad de corriente a través de la región base, especialmente en el lado del emisor. La concentración de corriente se produce especialmente en las zonas de menor resistencia localizada, o en áreas donde se concentra la intensidad de campo (por ejemplo en los bordes de capas). (es) |
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