Equazione del diodo ideale di Shockley
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L'equazione di Shockley è un'approssimazione ideale della caratteristica tensione-corrente per una giunzione p-n, ideata da William Bradford Shockley.
La forma generale dell'equazione è la seguente:
dove:
- è l'intensità di corrente sul diodo;
- è la differenza di potenziale tra i due terminali del diodo;
- è la carica elementare;
- è la costante di Boltzmann;
- è la temperatura assoluta sulla superficie di giunzione tra le zone p ed n;
- è la tensione termica che a temperatura ambiente (intorno ai 300 K) vale circa 26 mV;
- è il fattore di idealità. È stato introdotto per tenere in considerazione le imperfezioni della giunzione pn in un diodo reale. È pari a circa 1 per i diodi al germanio ed è pari a circa 2 per i diodi al silicio. Per un diodo ideale è sempre pari a 1. Per questo motivo viene frequentemente omesso dall'equazione del diodo ideale;
- è l'intensità di corrente di saturazione inversa.
Quest'ultima dipende dalle caratteristiche costruttive del diodo ed è inoltre direttamente proporzionale alla superficie della giunzione p-n.
L'intensità di corrente di saturazione inversa assume valori tipicamente fra 1 pA e 1 μA.
Il suo valore è dato da:
I due addendi sono rispettivamente la corrente di diffusione delle lacune nella parte n della giunzione e la corrente di diffusione degli elettroni nella parte p. I simboli nell'equazione rappresentano:
- e sono i coefficienti di diffusione rispettivamente per gli elettroni e le lacune;
- e sono le lunghezze di diffusione rispettivamente per gli elettroni e le lacune;
- è la densità intrinseca di portatori;
- e sono le concentrazioni rispettivamente di accettori e donatori;
- è la superficie della giunzione pn.
Bibliografia
[modifica | modifica wikitesto]- (EN) Simon Sze e Kwok K. Ng, Physics of semiconductor devices, 3ª ed., Wiley-Interscience, 2006, sez. 2.3.1, ISBN 978-0-471-14323-9.