Wat is de idealiteitsfactor van een typische diode '?
Geplaatst op februari 10, 2021 door adminWat achtergrondinformatie, voor iedereen die niet vertrouwd is: de Shockley-diodevergelijking is
\ $ I_D = I_S · (e ^ {\ frac { V_D} {n · V_T}} – 1) \ $
met de hoeveelheid \ $ n \ $ genaamd de idealiteitsfactor , een getal tussen 1 en 2. Ideale diodes hebben een idealiteitsfactor van 1, terwijl echte diodes dat niet doen. (En, voor zover ik weet, kan de idealiteitsfactor van echte diodes sterk afhangen van temperatuur en diodestroom.)
Mijn vraag is deze: wat is een typische idealiteitsfactor voor in de handel verkrijgbare pn-diodes bij kamertemperatuur ? In welke mate kan men verwachten dat de idealiteitsfactor zich bevindt? Zal het anders zijn voor Schottky-diodes?
De indruk die ik kreeg van mijn klasse halfgeleiderapparaten is dat het dicht bij 2 ligt voor lage stromen, dichter bij 1 verschuift voor matige stromen, en teruggaat tot 2 bij zeer hoge stromen; klopt dit? Zijn er overal nauwkeurigere cijfers beschikbaar?
Opmerkingen
- Het hangt af van de doeltreffendheid van de diode op fotostimulatie en donkere stroom, temperatuur. … " sommige typen zonnecellen vertonen een idealiteitsfactor groter dan 2 en zelfs vijf. " researchgate.net/publication/…
- Alle SPICE-modellen hebben dit in hen, en ze variëren nogal, afhankelijk van het apparaat; dat is de reden dat een met een diode verbonden transistor het meest wordt gebruikt in halfgeleidertemperatuursensoren (omdat de idealiteit van de basis-emitterdiode vrij dicht bij 1 ligt – de 2N3904 is een favoriet hier).
- @ TonyStewartSunnyskyguyEE75 Als aanvulling op uw bewering, heb ik onlangs een gewone UV-A 405nm-LED gemeten met een idealiteitsfactor van ongeveer 6,1 in het 1μA-10mA-regime, en ongeveer twee keer zo in het nA-regime.
- Jij kan de fysica van een aangepaste LED op de Falstad-site simuleren met idealiteitsfactoren Rs en Vf om te testen en verifiëren
Answer
Ik volg momenteel een halfgeleiderklas en we hebben onlangs een experiment gedaan om de idealiteitsfactor te meten voor twee verschillende diodes, een van germanium en een van siliciumsamenstelling. Uit het experiment bleek dat de siliciumdiode een idealiteitsfactor 1 had en het germanium een factor 1,4. Volgens mijn professor is de idealiteitsfactor indicatief voor het type recombinatie van ladingsdragers dat plaatsvindt in de diode op basis van de volgende tabel.
Om n te berekenen, heb ik de IV gemeten en in een grafiek gezet (V is de spanning over de diode, niet de toegepaste spanning) kenmerken van de diodes en vond de helling als zodanig:
Als je deze relatie kent, waarbij e de lading van een elektron is, T de temperatuur is en K de constante van Boltzman is en I niets de inverse verzadigingsstroom is:
Ik vind dat de helling van de grafiek is:
Oplossen voor n levert een 1 op.
Ik denk dat dit 3 van de 5 van je vragen beantwoordt.
Ik hoop dat dit allemaal heeft geholpen!
Opmerkingen
- Ik kan me voorstellen welk type recombinatie van ladingsdragers plaatsvindt, ook afhangt van zaken als temperatuur en stroomdichtheid, niet?
Geef een reactie