Уравнение Шокли для диода
Уравнение Шокли для идеального диода (названо в честь изобретателя транзистора Уильяма Шокли) представляет собой вольт-амперную характеристику идеального диода для прямого и обратного тока. Уравнение Шокли для идеального диода:
где
I — ток проходящий через диод,
IS — ток насыщения диода,
VD — напряжение на диоде,
VT — термическое напряжение диода,
n — коэффициент идеальности, известный также как коэффициент эмиссии.
Коэффициент идеальности n обычно лежит в пределах от 1 до 2 (хотя в некоторых случаях может быть выше), в зависимости от процесса изготовления и полупроводникового материала. Во многих случаях предполагается, что n примерно равно 1 (таким образом, коэффициент n в формуле опускается). Фактор идеальности не является частью уравнения диода Шокли и был добавлен для учёта несовершенства реальных переходов. Поэтому в предположении n = 1 уравнение сводится к уравнению Шокли для идеального диода.
Термическое напряжение VT приблизительно составляет 25,85 мВ при 300 K (температура, близкая к «комнатной температуре», обычно используемой в программах моделирования). Для конкретной температуры его можно найти по формуле:
где k — постоянная Больцмана, T — абсолютная температура p-n-перехода, и q — элементарный заряд электрона.
Ток насыщения, IS, не является постоянным для каждого диода, но зависит от температуры значительно больше VT. Напряжение VD обычно уменьшается при увеличении T.
Уравнение Шокли для идеального диода( или закон диода) получено с допущением, что единственными процессами, вызывающими ток в диоде, является дрейф (под действием электрического тока), диффузия и термическая рекомбинация. Оно также полагает, что ток в p-n-области, вызванный термической рекомбинацией, незначителен.