Ecuación del Diodo de Shockley

I = Is × (e^(V/(n×Vt)) − 1)

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Resultado

Fórmula

I = Is × (e^(V/(n×Vt)) − 1), Vt ≈ 25.85 mV a 25°C

Descripción

La ecuación del diodo de Shockley describe la característica I-V exponencial de un diodo de unión pn. Is es la corriente de saturación inversa (típicamente de pA a µA), n es el factor de idealidad (1 para difusión ideal, 2 para dominio de recombinación) y Vt es la tensión térmica (kT/q ≈ 25,85 mV a 25°C). Con polarizaciones directas por encima de unos 100 mV, el término −1 se vuelve despreciable y la corriente es puramente exponencial. Esta ecuación es la base de la física de dispositivos semiconductores y se usa en la simulación SPICE para todos los modelos de diodos y BJT.

Variables

  • V — Tensión directa a través del diodo (V)
  • Is — Corriente de saturación inversa (A)
  • n — Factor de idealidad (1-2, adimensional)

Notas prácticas

El resultado es la corriente del diodo en amperios. Is aproximadamente se duplica por cada aumento de 10°C de temperatura. Valores típicos de Is: diodo de silicio de pequeña señal 1-10 nA, diodo Schottky 1-100 µA, LED 1-100 pA. La exponencial se limita en e^500 para evitar el desbordamiento numérico. En polarización inversa, la corriente se aproxima a −Is (muy pequeña). Los diodos reales se desvían de esta ecuación a corrientes altas (resistencia en serie) y a tensión inversa alta (ruptura).