Ecuación del Diodo de Shockley
I = Is × (e^(V/(n×Vt)) − 1)
Respuesta rápida
Esta calculadora resuelve I = Is × (e^(V/(n×Vt)) − 1), Vt ≈ 25.85 mV a 25°C para I. Con Tensión del Diodo 0.6 V, Corriente de Saturación 10 nA, Factor de Idealidad 0.5, el resultado es 1.45 × 10¹².
Calculadora
Fórmula
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).
Símbolos y unidades
| Símbolo | Significado | Unidad por defecto | Unidades aceptadas |
|---|---|---|---|
| V | Tensión del Diodo | mV | pV, nV, µV, mV, V, kV |
| Is | Corriente de Saturación | nA | pA, nA, µA, mA, A, kA |
| n | Factor de Idealidad | — | — |
Paso a paso
- 1. Datos conocidos: Tensión del Diodo 0.6 V, Corriente de Saturación 10 nA, Factor de Idealidad 0.5
- 2. La relación: I = Is × (e^(V/(n×Vt)) − 1), Vt ≈ 25.85 mV a 25°C
- 3. Sustituir: V = 0.6 V, Is = 10 nA, n = 0.5
- 4. Resultado: I = 1.45 × 10¹²
Ejemplos resueltos
Rango mínimo
Datos: Tensión del Diodo 10 mV, Corriente de Saturación 100 pA, Factor de Idealidad 0.025
Resultado: I = 5.25 × 10⁻⁴
Rango bajo
Datos: Tensión del Diodo 100 mV, Corriente de Saturación 1 nA, Factor de Idealidad 0.25
Resultado: I = 0.005251
Típico
Datos: Tensión del Diodo 0.6 V, Corriente de Saturación 10 nA, Factor de Idealidad 0.5
Resultado: I = 1.45 × 10¹²
Rango alto
Datos: Tensión del Diodo 0.9 V, Corriente de Saturación 100 nA, Factor de Idealidad 0.8
Resultado: I = 7.95 × 10¹¹
Rango máximo
Datos: Tensión del Diodo 9 V, Corriente de Saturación 1 µA, Factor de Idealidad 8
Resultado: I = 7.95 × 10¹²
Cómo varía I con Tensión del Diodo
| Tensión del Diodo (entrada) | I (resultado) |
|---|---|
| 60 mV | 1.03 × 10⁻⁶ |
| 150 mV | 0.001097 |
| 0.3 V | 120.3 |
| 0.45 V | 1.32 × 10⁷ |
| 0.6 V | 1.45 × 10¹² |
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¿Cómo se calcula Ecuación del Diodo de Shockley?
Usa I = Is × (e^(V/(n×Vt)) − 1), Vt ≈ 25.85 mV a 25°C. Con Tensión del Diodo 0.6 V, Corriente de Saturación 10 nA, Factor de Idealidad 0.5, I resulta 1.45 × 10¹².
¿Cuál es la fórmula de Ecuación del Diodo de Shockley?
La fórmula es I = Is × (e^(V/(n×Vt)) − 1), Vt ≈ 25.85 mV a 25°C. La ecuación del diodo de Shockley describe la característica I-V exponencial de un diodo de unión pn.
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