Каков типичный коэффициент идеальности диода?

Немного предыстории для тех, кто не знаком: уравнение диода Шокли

я Д "=" я С · ( е В Д н · В Т − 1 )

с количеством н называется коэффициентом идеальности , числом от 1 до 2. У идеальных диодов коэффициент идеальности равен 1, а у реальных диодов - нет. (И насколько я понимаю, фактор идеальности реальных диодов может сильно зависеть от температуры и тока диода.)

Мой вопрос таков: каков типичный фактор идеальности для коммерчески доступных pn-диодов при комнатной температуре? В каком диапазоне можно ожидать коэффициент идеальности? Будет ли иначе для диодов Шоттки?

Впечатление, которое я получил от своего класса полупроводниковых устройств, состоит в том, что он близок к 2 для малых токов, сдвигается ближе к 1 для умеренных токов и возвращается к 2 для очень больших токов; это верно? Есть ли где-нибудь более точные цифры?

Это зависит от эффективности диода для фотостимуляции и темнового тока, температуры. ..." некоторые типы солнечных элементов показывают коэффициент идеальности больше 2 и даже может достигать пяти." researchgate.net/publication/…
Это есть во всех моделях SPICE, и они сильно различаются в зависимости от устройства; по этой причине транзистор с диодным соединением чаще всего используется в полупроводниковых датчиках температуры (поскольку идеальность диода база-эмиттер довольно близка к 1 - здесь фаворитом является 2N3904).
@TonyStewartSunnyskyguyEE75 В дополнение к вашему утверждению я недавно измерил, что обычный светодиод UV-A 405 нм имеет коэффициент идеальности около 6,1 в режиме 1 мкА-10 мА и примерно вдвое больше в режиме нА.
Вы можете смоделировать физику пользовательского светодиода на сайте Falstad с коэффициентами идеальности Rs и Vf для тестирования и проверки.

Ответы (2)

В настоящее время я изучаю полупроводники, и недавно мы провели эксперимент по измерению коэффициента идеальности для двух разных диодов, одного из германия и одного из кремния. Эксперимент показал, что кремниевый диод имеет коэффициент идеальности 1, а германиевый - 1,4. По словам моего профессора, коэффициент идеальности указывает на тип рекомбинации носителей заряда, происходящей внутри диода, на основе следующей диаграммы.

Тип рекомбинации н Описание
SRH, полоса к полосе (впрыск низкого уровня) 1 Рекомбинация ограничена неосновным носителем.
SRH, диапазон к диапазону (впрыск высокого уровня) 2 Рекомбинация ограничивается обоими типами носителей.
Оже 2/3 Для рекомбинации необходимы два основных и один неосновной носитель.
Область истощения (соединение) 2 Два носителя ограничивают рекомбинацию

Чтобы рассчитать n, я измерил и построил график IV (V — это напряжение на диоде, а не приложенное напряжение) характеристики диодов и нашел наклон как таковой:ВАХ кремниевого диода в логарифмическом масштабе

Тогда, зная это соотношение, где e — заряд электрона, T — температура, K — постоянная Больцмана и я 0 обратный ток насыщения

п ⁡ я "=" п ⁡ я 0 + 1 н ( е В к Т ) .

Я нахожу наклон графика равным

м "=" 1 н е к Т .

Решение для n дает 1.

Я думаю, что это отвечает на 3 из 5 ваших вопросов.

Я надеюсь, что все это помогло!

Я полагаю, какой тип рекомбинации носителей заряда происходит, зависит от таких вещей, как температура и плотность тока, не так ли?
у "=" м Икс + с   , так у "=" л н ( я )   , м "=" 1 н е к Т   , Икс "=" В   , и с "=" л н ( я 0 ) .
Итак, после простой линейной регрессии пусть р – выборочный коэффициент корреляции. Он будет равен м , что является наклоном графика. Легко автоматизировать.

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

Вы можете посмотреть это видео. Идеальный диод имеет коэффициент идеальности 0. Прямое смещение, ток -> бесконечность. Обратное смещение, ток --> 0. Такого диода в реале не бывает. И из-за свойства рекомбинации Si и Ge все диоды, изготовленные из этих двух материалов, имеют коэффициент идеальности от 1 до 2. Диод с коэффициентом идеальности <1 также не существует.

Каков типичный коэффициент идеальности диода?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 4v