二极管公式

理想二极管

二极管方程给出了流过二极管的电流与电压的关系的表达式。理想二极管定律表示为：

$$I=I_{0}\left(e^{\frac{q V}{k T}}-1\right)$$

其中：
I = 流经二极管的净电流；
I₀ = “暗饱和电流”，指在情况下的二极管漏电流密度；
V = 二极管两端施加的电压；
q = 电子电荷的绝对值；
k = 玻尔兹曼常数；和
T = 绝对温度 (K)。

“暗饱和电流”(I₀) 是区分一个二极管之间极其重要的参数。 I₀ 用于衡量器件中的复合。复合较大的二极管将具有较大的 I₀。重组参数的精彩讨论参见 1

注意：

• I₀ 随着 T 的增加而增加；
• I₀ 随着材料质量的提高而降低。

在 300K 时， kT/q = 25.85 mV，即“热电压”。

非理想二极管

对于实际的二极管，表达式变为：

$$I=I_{0}\left(e^{\frac{q V}{n k T}}-1\right)$$

其中：
n = 理想因子，为 1 到 2 之间的数字，通常随着电流减小而增加。

二极管方程绘制在下面的交互式图表上。改变饱和电流，来观察IV曲线的变化。请注意，虽然您可以简单地改变温度和理想因子，但所得 IV 曲线会产生误导。在模拟情况下，假设输入参数是独立的，但事实并非如此。在实际器件中，饱和电流很大程度上取决于器件温度。同样，改变理想因子的机制也会影响饱和电流。温度的影响在“温度影响”页面上有更详细的讨论。

改变暗饱和电流会改变二极管的开启电压。理想因子会改变二极管的形状。该图对于理想因子具有误导性。这里假设提高理想因子将增加开启电压。事实上，情况并非如此，因为任何提高理想因子的物理效应都会显着增加暗饱和电流 I₀，因此具有高理想因子的器件通常会具有较低的开启电压。

下图说明了硅的二极管定律。升高温度会使二极管在较低电压下“开启”。

硅的二极管定律 - 电流随电压和温度变化。对于给定电流，曲线移动约 2 mV/°C。浅蓝色曲线显示了 I₀ 不随温度变化时对 IV 曲线的影响。实际上，I₀ 随着温度的变化而迅速变化，从而形成深蓝色曲线。

• 1. “The Recombination Parameter J0”, Energy Procedia, vol. 55, pp. 53 - 62, 2014.