半導體電子學/二極體/二極體數學

實驗方法

上面顯示的是測量二極體特性的裝置。該裝置有一個穩壓電源 V_s。一個電位器 POT 用於從 0V 到 V_s 獲得可變電壓電源。一個電壓表並聯連線到二極體以測量跨越二極體的電壓降，一個電流表串聯連線到二極體以測量流過二極體的電流。

電壓必須從 0V 變到 V_s，相應的電壓表和電流表讀數必須以表格形式記錄下來。

二極體 I-V 特性曲線

圖 : PN 結二極體的 I-V 特性曲線（不成比例）。

$I=I_{\mathrm {S} }\left(e^{V_{\mathrm {D} }/(nV_{\mathrm {T} })}-1\right),\,$

其中

I 是二極體電流，

I_S 是一個稱為飽和電流的比例因子，

V_D 是跨越二極體的電壓，

V_T 是熱電壓，

n 是發射係數，也稱為理想因子。

飽和電流 I_S 通常非常小，因此二極體電流通常可以近似為

$I=I_{\mathrm {S} }e^{V_{\mathrm {D} }/(nV_{\mathrm {T} })}$

發射係數 n 約為 1 到 2 之間，具體取決於製造工藝和半導體材料，在許多情況下假定它大約等於 1（因此省略）。熱電壓 V_T 在室溫（25 °C 或 298 K）下約為 25.7 mV，是一個已知常數。它由以下定義

$V_{\mathrm {T} }={\frac {kT}{q}},$

其中

q 是電子的電荷（基本電荷），通常稱為e

k 是玻爾茲曼常數，

T 是 PN 結的絕對溫度。