半导体电子学/二极管/二极管数学

实验方法

上面显示的是测量二极管特性的装置。该装置有一个稳压电源 V_s。一个电位器 POT 用于从 0V 到 V_s 获得可变电压电源。一个电压表并联连接到二极管以测量跨越二极管的电压降，一个电流表串联连接到二极管以测量流过二极管的电流。

电压必须从 0V 变到 V_s，相应的电压表和电流表读数必须以表格形式记录下来。

二极管 I-V 特性曲线

图 : PN 结二极管的 I-V 特性曲线（不成比例）。

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

其中

I 是二极管电流，

I_S 是一个称为饱和电流的比例因子，

V_D 是跨越二极管的电压，

V_T 是热电压，

n 是发射系数，也称为理想因子。

饱和电流 I_S 通常非常小，因此二极管电流通常可以近似为

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

发射系数 n 约为 1 到 2 之间，具体取决于制造工艺和半导体材料，在许多情况下假定它大约等于 1（因此省略）。热电压 V_T 在室温（25 °C 或 298 K）下约为 25.7 mV，是一个已知常数。它由以下定义

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

其中

q 是电子的电荷（基本电荷），通常称为e

k 是玻尔兹曼常数，

T 是 PN 结的绝对温度。