Qual é o fator de idealidade de um diodo ' típico?
On Fevereiro 10, 2021 by adminAlguns antecedentes, para quem não conhece: a equação do diodo Shockley é
\ $ I_D = I_S · (e ^ {\ frac { V_D} {n · V_T}} – 1) \ $
com a quantidade \ $ n \ $ chamada de fator de idealidade , um número entre 1 e 2. Os diodos ideais têm um fator de idealidade de 1, enquanto os diodos reais não. (E, no meu entendimento, o fator de idealidade dos diodos reais pode depender fortemente da temperatura e da corrente do diodo.)
Minha pergunta é a seguinte: Qual é o fator de idealidade típico para diodos pn disponíveis comercialmente à temperatura ambiente ? Em que faixa se pode esperar que o fator de idealidade esteja? Será diferente para os diodos Schottky?
A impressão que tive da minha classe de dispositivos semicondutores é que está perto de 2 para correntes baixas, muda para perto de 1 para correntes moderadas e volta a 2 em correntes muito altas; correto? Existem números mais precisos disponíveis em algum lugar?
Comentários
- Depende da eficácia do diodo para a fotoestimulação e corrente escura, temperatura. … " alguns tipos de células solares mostram um fator de idealidade maior que 2 e até mesmo pode ser tão alto quanto cinco. " researchgate.net/publication/…
- Todos os modelos SPICE têm isso neles, e eles variam um pouco dependendo do dispositivo; esse é o motivo pelo qual um transistor conectado a um diodo é mais comumente usado em sensores de temperatura de semicondutor (porque a idealidade do diodo emissor de base é bem próxima de 1 – o 2N3904 é um dos favoritos aqui).
- @ TonyStewartSunnyskyguyEE75 Para complementar sua afirmação, recentemente medi um LED UV-A comum de 405 nm para ter fator de idealidade de cerca de 6,1 no regime 1μA-10mA e cerca de duas vezes no regime nA.
- Você pode simular a física de um LED personalizado no site de Falstad com fatores de idealidade Rs e Vf para testar e verificar
Resposta
Atualmente estou cursando uma aula de semicondutores e recentemente fizemos um experimento para medir o fator de idealidade para dois diodos diferentes, um de germânio e outro de silício. O experimento descobriu que o diodo de silício tinha um fator de idealidade de 1 e o germânio tinha um fator de 1,4. Segundo meu professor, o fator de idealidade é indicativo do tipo de recombinação do portador de carga que está ocorrendo dentro do diodo com base no gráfico a seguir.
A fim de calcular n, eu medi e representei graficamente o IV (V sendo a tensão através do diodo não a tensão aplicada) características dos diodos e encontrou a inclinação como tal:
Então, conhecendo esta relação em que e é a carga de um elétron, T é a temperatura e K é a constante de Boltzman e I nada é a corrente de saturação inversa:
Acho que a inclinação do gráfico é:
Resolver n resulta em 1.
Acho que isso responde a 3 das 5 perguntas.
Espero que tudo isso tenha ajudado!
Comentários
- Imagino que tipo de recombinação de portadores de carga está acontecendo depende de coisas como temperatura e densidade de corrente também, não?
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