¿Cómo determinar el factor de idealidad (N) de un diodo a partir de la hoja de datos?

Hay al menos tres, no dos, parámetros importantes al mirar la hoja de datos. Además, debe aplicar tanta precisión como pueda, dentro de los límites disponibles para usted en un gráfico. Estos son la resistencia en serie, la corriente de saturación y el factor de (no)idealidad. Por lo tanto, se necesitan al menos tres puntos de medición para extraerlos.

Al principio, puede parecer que más puntos es mejor, ya que el proceso de ajuste es básicamente un proceso de integración (se realizan las sumas indicadas por derivadas parciales) y, por lo tanto, tenderá a mitigar mejor los errores aleatorios. Pero los humanos que leen gráficos pueden tener más probabilidades de desarrollar errores sistemáticos. Por lo tanto, tiendo a imaginar que está bien hacer lo mejor que pueda para obtener tres puntos de los gráficos, dividiendo dos puntos finales por un tercer punto a mitad de camino entre ellos.

Aquí hay un ejemplo del gráfico de Vishay para la hoja de datos 1N4148 :

Agregué una curva promedio azul a través de sus dos curvas de límite de dispersión y luego "marqué en rojo" tres puntos seleccionados.

Estos puntos se midieron en píxeles y los resultados son:$\left[\begin{array}{cc}552\:\text{mV}& 200\:\mu\text{A}\\842\:\text{mV}& 20\:\text{mA}\\1.158\:\text{V}& 200\:\text{mA}\end{array}\right]$

Conectándolos al código de Python que se ejecuta en Sage, obtengo:$R \approx 1.005\:\Omega$,$I_\text{SAT}\approx 16.41\:\text{nA}$, y$N \approx 2.283$.

El código que usé es:

def diode():
    print( "This program uses 3 diode measurements to extract parameters." )
    print( "You will need to have taken these measurements beforehand." )
    print( "Enter each point as [ <diode current>, <diode voltage> ]." )
    print( "" )
    TA= int( input( "Enter the ambient temperature in Celsius (default is 27 C): " ) or "27" )
    print( "" )
    VT= 8.61733034e-5 * ( 273.15 + TA )
    POINTS= []
    vd, id, N, ISAT, RS= symbols( "vd id N ISAT RS" )
    for i in range(3):
        pid, pvd= input( "Enter point " + str(i) + ": " ).split()
        POINTS.append( { vd: float( pvd ), id: float( pid ) } )
    EQS= []
    for i in range(3):
        EQS.append( Eq( POINTS[i][vd], RS*POINTS[i][id] + N*VT*ln(POINTS[i][id]) - N*VT*ISAT ) )
    print( POINTS )
    print( EQS )
    ANS= solve( EQS, [ RS, N, ISAT ] )[0]
    print( "RS   = " + str(ANS[0]) )
    print( "N    = " + str(ANS[1]) )
    print( "ISAT = " + str(exp(ANS[2])) )

Dicho esto, eres libre de elaborar tu propio método. Pero le recomiendo encarecidamente que tenga en cuenta que hay una resistencia a granel, de contacto y de plomo que debe incorporarse en el proceso que utiliza. La razón es bastante simple. La forma de las curvas que ve se verá afectada por ello y, si no lo tiene en cuenta, sus otros dos números estarán aún más alejados de la realidad que de otra manera. Es lo suficientemente difícil obtener puntos de datos decentes de un gráfico, como es, para no empeorarlo al descuidar un parámetro importante.

El código anterior es en realidad algo más robusto en$N$de lo que es en los otros parámetros. Así que probablemente sea útil para lo que quieres, creo.