¿Cuál es el factor de idealidad de un diodo típico?

Algunos antecedentes, para cualquiera que no esté familiarizado: la ecuación del diodo de Shockley es

I D = I S · ( mi V D norte · V T − 1 )

con la cantidad norte llamado factor de idealidad , un número entre 1 y 2. Los diodos ideales tienen un factor de idealidad de 1, mientras que los diodos reales no. (Y, según tengo entendido, el factor de idealidad de los diodos reales puede depender en gran medida de la temperatura y la corriente del diodo).

Mi pregunta es la siguiente: ¿Cuál es un factor de idealidad típico para los diodos pn disponibles comercialmente a temperatura ambiente? ¿En qué rango se puede esperar que esté el factor de idealidad? ¿Será diferente para los diodos Schottky?

La impresión que obtuve de mi clase de dispositivos semiconductores es que está cerca de 2 para corrientes bajas, se acerca más a 1 para corrientes moderadas y vuelve a 2 para corrientes muy altas; ¿es esto correcto? ¿Hay números más precisos disponibles en alguna parte?

Depende de la eficacia del diodo para la fotoestimulación y la corriente oscura, la temperatura. ..." algunos tipos de células solares muestran un factor de idealidad superior a 2 e incluso pueden llegar a cinco. " researchgate.net/publication/…
Todos los modelos SPICE tienen esto en ellos, y varían bastante según el dispositivo; esa es la razón por la que un transistor conectado por diodo se usa más comúnmente en sensores de temperatura de semiconductores (porque la idealidad del diodo base - emisor es bastante cercana a 1; el 2N3904 es el favorito aquí).
@TonyStewartSunnyskyguyEE75 Para complementar su declaración, recientemente midí un LED UV-A de 405 nm ordinario para tener un factor de idealidad de aproximadamente 6.1 en el régimen de 1 μA-10 mA, y aproximadamente el doble en el régimen de nA.
Puede simular la física de un LED personalizado en el sitio de Falstad con factores de idealidad Rs y Vf para probar y verificar

Respuestas (2)

Actualmente estoy tomando una clase de semiconductores y recientemente hicimos un experimento para medir el factor de idealidad para dos diodos diferentes, uno de germanio y otro de composición de silicio. El experimento encontró que el diodo de silicio tiene un factor de idealidad de 1 y el germanio tiene un factor de 1,4. Según mi profesor, el factor de idealidad es indicativo del tipo de recombinación de portadores de carga que ocurre dentro del diodo según el siguiente gráfico.

Tipo de recombinación norte Descripción
SRH, banda a banda (inyección de bajo nivel) 1 Recombinación limitada por portador minoritario.
SRH, banda a banda (inyección de alto nivel) 2 Recombinación limitada por ambos tipos de portadores.
Barrena 2/3 Se requieren dos portadores mayoritarios y uno minoritario para la recombinación.
Región de agotamiento (unión) 2 Dos portadores limitan la recombinación

Para calcular n, medí y grafiqué las características IV (siendo V el voltaje a través del diodo, no el voltaje aplicado) de los diodos y encontré la pendiente como tal:Las características IV de un diodo de silicio en una escala logarítmica

Entonces conociendo esta relación donde e es la carga de un electrón, T es la temperatura y K es la constante de Boltzman y I 0 es la corriente de saturación inversa

en ⁡ I = en ⁡ I 0 + 1 norte ( mi V k T ) .

Encuentro que la pendiente de la gráfica es

metro = 1 norte mi k T .

Resolviendo para n se obtiene un 1.

Creo que eso responde 3 de 5 de sus preguntas.

¡Espero que todo eso haya ayudado!

Me imagino que el tipo de recombinación de portadores de carga que está ocurriendo depende también de cosas como la temperatura y la densidad de corriente, ¿no?
y = metro X + C   , entonces y = yo norte ( I )   , metro = 1 norte mi k T   , X = V   , y C = yo norte ( I 0 ) .
Entonces, después de la regresión lineal simple, sea r Sea el coeficiente de correlación de la muestra. será igual a metro , que es la pendiente de la gráfica. Fácil de automatizar.

https://www.youtube.com/watch?v=BC1E13CKf8g

Puedes ver este video. Un diodo ideal tiene el factor de idealidad de 0. Polarización directa, la corriente --> infinito. Polarización inversa, la corriente --> 0. Este diodo no existe en la vida real. Y debido a la propiedad de recombinación del Si y el Ge, todos los diodos fabricados con estos dos materiales tienen un factor de idealidad entre 1 y 2. El diodo que tiene un factor de idealidad <1 tampoco existe.

¿Cuál es el factor de idealidad de un diodo típico?
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