Équation de la Diode de Shockley
I = Is × (e^(V/(n×Vt)) − 1)
Réponse rapide
Cette calculatrice résout I = Is × (e^(V/(n×Vt)) − 1), Vt ≈ 25.85 mV à 25°C pour I. Avec Tension de Diode 0.6 V, Courant de Saturation 10 nA, Facteur d'Idéalité 0.5, le résultat est 1.45 × 10¹².
Calculateur
Formule
Description
L'équation de la diode de Shockley décrit la caractéristique I-V exponentielle d'une diode à jonction pn. Is est le courant de saturation inverse (typiquement de pA à µA), n est le facteur d'idéalité (1 pour une diffusion idéale, 2 lorsque la recombinaison domine), et Vt est la tension thermique (kT/q ≈ 25,85 mV à 25 °C). Pour des polarisations directes supérieures à environ 100 mV, le terme −1 devient négligeable et le courant est purement exponentiel. Cette équation est le fondement de la physique des dispositifs à semi-conducteur et est utilisée dans la simulation SPICE pour tous les modèles de diodes et de BJT.
Variables
- V — Tension directe aux bornes de la diode (V)
- Is — Courant de saturation inverse (A)
- n — Facteur d'idéalité (1-2, sans dimension)
Notes pratiques
Le résultat est le courant de la diode en ampères. Is double approximativement tous les 10 °C d'augmentation de température. Valeurs typiques de Is : diode silicium de petit signal 1-10 nA, diode Schottky 1-100 µA, LED 1-100 pA. L'exponentielle est limitée à e^500 pour éviter le dépassement numérique. En polarisation inverse, le courant tend vers −Is (très faible). Les diodes réelles s'écartent de cette équation aux courants élevés (résistance série) et aux tensions inverses élevées (claquage).
Symboles et unités
| Symbole | Signification | Unité par défaut | Unités acceptées |
|---|---|---|---|
| V | Tension de Diode | mV | pV, nV, µV, mV, V, kV |
| Is | Courant de Saturation | nA | pA, nA, µA, mA, A, kA |
| n | Facteur d'Idéalité | — | — |
Étape par étape
- 1. Données connues: Tension de Diode 0.6 V, Courant de Saturation 10 nA, Facteur d'Idéalité 0.5
- 2. La relation: I = Is × (e^(V/(n×Vt)) − 1), Vt ≈ 25.85 mV à 25°C
- 3. Substitution: V = 0.6 V, Is = 10 nA, n = 0.5
- 4. Résultat: I = 1.45 × 10¹²
Exemples résolus
Plage minimale
Données: Tension de Diode 10 mV, Courant de Saturation 100 pA, Facteur d'Idéalité 0.025
Résultat: I = 5.25 × 10⁻⁴
Plage basse
Données: Tension de Diode 100 mV, Courant de Saturation 1 nA, Facteur d'Idéalité 0.25
Résultat: I = 0.005251
Typique
Données: Tension de Diode 0.6 V, Courant de Saturation 10 nA, Facteur d'Idéalité 0.5
Résultat: I = 1.45 × 10¹²
Plage haute
Données: Tension de Diode 0.9 V, Courant de Saturation 100 nA, Facteur d'Idéalité 0.8
Résultat: I = 7.95 × 10¹¹
Plage maximale
Données: Tension de Diode 9 V, Courant de Saturation 1 µA, Facteur d'Idéalité 8
Résultat: I = 7.95 × 10¹²
Variation de I selon Tension de Diode
| Tension de Diode (entrée) | I (résultat) |
|---|---|
| 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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Comment calculer Équation de la Diode de Shockley ?
Utilisez I = Is × (e^(V/(n×Vt)) − 1), Vt ≈ 25.85 mV à 25°C. Avec Tension de Diode 0.6 V, Courant de Saturation 10 nA, Facteur d'Idéalité 0.5, I vaut 1.45 × 10¹².
Quelle est la formule de Équation de la Diode de Shockley ?
La formule est I = Is × (e^(V/(n×Vt)) − 1), Vt ≈ 25.85 mV à 25°C. L'équation de la diode de Shockley décrit la caractéristique I-V exponentielle d'une diode à jonction pn.
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