Vad är en typisk diod ' idealitetsfaktor?
On februari 10, 2021 by adminNågon bakgrund för alla som inte känner till: Shockley-diodekvationen är
\ $ I_D = I_S · (e ^ {\ frac { V_D} {n · V_T}} – 1) \ $
med kvantiteten \ $ n \ $ kallad idealitetsfaktor , ett tal mellan 1 och 2. Ideala dioder har en idealitetsfaktor på 1, medan verkliga dioder inte gör det. (Och enligt min förståelse kan idealitetsfaktorn för riktiga dioder bero starkt på temperatur och diodström.)
Min fråga är denna: Vad är en typisk idealitetsfaktor för kommersiellt tillgängliga pn-dioder vid rumstemperatur ? I vilket intervall kan man förvänta sig att idealitetsfaktorn ska vara? Kommer det att vara annorlunda för Schottky-dioder?
Intrycket jag fick från min halvledarapparatklass är att det är nära 2 för låga strömmar, växlar närmare 1 för måttliga strömmar och går tillbaka till 2 kl. mycket höga strömmar, är det korrekt? Finns det mer exakta siffror tillgängliga var som helst?
Kommentarer
- Det beror på diodens effektivitet för fotostimulering och mörk ström, temperatur. … " vissa typer av solceller visar en idealitetsfaktor större än 2 och kan till och med vara så hög som fem. " researchgate.net/publication/…
- Alla SPICE-modellerna har detta i dem, och de varierar ganska beroende på enhet; det är anledningen till att en diodansluten transistor oftast används i halvledartemperatursensorer (eftersom bas-emitterdiodidealiteten är ganska nära 1 – 2N3904 är en favorit här).
- @ TonyStewartSunnyskyguyEE75 För att komplettera ditt uttalande har jag nyligen mätt en vanlig UV-A 405nm-LED för att ha en idealitetsfaktor på cirka 6,1 i 1μA-10mA-regimen, och ungefär två gånger så i nA-regimen. kan simulera fysiken i en anpassad lysdiod på Falstads webbplats med idealitetsfaktorer Rs och Vf för att testa och verifiera
Svar
Jag tar för närvarande en halvledarklass och vi gjorde nyligen ett experiment för att mäta idealitetsfaktorn för två olika dioder, en av germanium och en av kiselkomposition. Experimentet visade att kiseldioden hade en idealitetsfaktor 1 och germanium hade en faktor 1,4. Enligt min professor är idealitetsfaktorn en indikation på vilken typ av laddningsbärrekombination som sker inuti dioden baserat på följande diagram.
För att beräkna n mätte jag och ritade IV (V är spänningen över dioden inte den applicerade spänningsegenskaperna hos dioderna och fann lutningen som sådan:
Då vet jag detta förhållande där e är laddningen av en elektron, T är temperatur och K är Boltzman-konstanten och jag är ingenting den omvända mättnadsströmmen:
Jag finner lutningen i diagrammet att vara:
Att lösa n ger 1: a.
Jag tror att det svarar på 3 av 5 av dina frågor.
Jag hoppas att allt detta hjälpte!
Kommentarer
- Jag föreställer mig vilken typ av laddningsbärrekombination som sker beror på saker som temperatur och strömtäthet, nej?
Lämna ett svar