Equação do Díodo de Shockley
I = Is × (e^(V/(n×Vt)) − 1)
Resposta rápida
Esta calculadora resolve I = Is × (e^(V/(n×Vt)) − 1), Vt ≈ 25.85 mV a 25°C para I. Com Tensão do Díodo 0.6 V, Corrente de Saturação 10 nA, Fator de Idealidade 0.5, o resultado é 1.45 × 10¹².
Calculadora
Fórmula
Descrição
A equação do díodo de Shockley descreve a característica I-V exponencial de um díodo de junção pn. Is é a corrente de saturação inversa (tipicamente pA a µA), n é o fator de idealidade (1 para difusão ideal, 2 para recombinação dominante) e Vt é a tensão térmica (kT/q ≈ 25,85 mV a 25 °C). A polarizações diretas acima de cerca de 100 mV, o termo −1 torna-se desprezável e a corrente é puramente exponencial. Esta equação é o fundamento da física de dispositivos semicondutores e é usada na simulação SPICE para todos os modelos de díodos e BJTs.
Variáveis
- V — Tensão direta aos terminais do díodo (V)
- Is — Corrente de saturação inversa (A)
- n — Fator de idealidade (1-2, adimensional)
Notas Práticas
O resultado é a corrente no díodo em amperes. Is aproximadamente duplica por cada aumento de 10 °C de temperatura. Valores típicos de Is: díodo de silício de pequeno sinal 1-10 nA, díodo Schottky 1-100 µA, LED 1-100 pA. A exponencial é limitada a e^500 para evitar overflow numérico. Para polarização inversa, a corrente aproxima-se de −Is (muito pequena). Os díodos reais desviam-se desta equação a correntes elevadas (resistência série) e a tensões inversas elevadas (rutura).
Símbolos e unidades
| Símbolo | Significado | Unidade predefinida | Unidades aceitas |
|---|---|---|---|
| V | Tensão do Díodo | mV | pV, nV, µV, mV, V, kV |
| Is | Corrente de Saturação | nA | pA, nA, µA, mA, A, kA |
| n | Fator de Idealidade | — | — |
Passo a passo
- 1. Dados conhecidos: Tensão do Díodo 0.6 V, Corrente de Saturação 10 nA, Fator de Idealidade 0.5
- 2. A relação: I = Is × (e^(V/(n×Vt)) − 1), Vt ≈ 25.85 mV a 25°C
- 3. Substituir: V = 0.6 V, Is = 10 nA, n = 0.5
- 4. Resultado: I = 1.45 × 10¹²
Exemplos resolvidos
Faixa mínima
Dados: Tensão do Díodo 10 mV, Corrente de Saturação 100 pA, Fator de Idealidade 0.025
Resultado: I = 5.25 × 10⁻⁴
Faixa baixa
Dados: Tensão do Díodo 100 mV, Corrente de Saturação 1 nA, Fator de Idealidade 0.25
Resultado: I = 0.005251
Típico
Dados: Tensão do Díodo 0.6 V, Corrente de Saturação 10 nA, Fator de Idealidade 0.5
Resultado: I = 1.45 × 10¹²
Faixa alta
Dados: Tensão do Díodo 0.9 V, Corrente de Saturação 100 nA, Fator de Idealidade 0.8
Resultado: I = 7.95 × 10¹¹
Faixa máxima
Dados: Tensão do Díodo 9 V, Corrente de Saturação 1 µA, Fator de Idealidade 8
Resultado: I = 7.95 × 10¹²
Como I varia com Tensão do Díodo
| Tensão do Díodo (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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Como se calcula Equação do Díodo de Shockley?
Use I = Is × (e^(V/(n×Vt)) − 1), Vt ≈ 25.85 mV a 25°C. Com Tensão do Díodo 0.6 V, Corrente de Saturação 10 nA, Fator de Idealidade 0.5, I dá 1.45 × 10¹².
Qual é a fórmula de Equação do Díodo de Shockley?
A fórmula é I = Is × (e^(V/(n×Vt)) − 1), Vt ≈ 25.85 mV a 25°C. A equação do díodo de Shockley descreve a característica I-V exponencial de um díodo de junção pn.
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