Calculateur de diode de Shockley

L'équation de la diode de Shockley est un modèle idéalisé du courant traversant une jonction p-n. Elle décrit la forte relation exponentielle entre la tension appliquée à la jonction et le courant. Cela explique pourquoi une faible variation de tension directe peut entraîner une forte variation de courant. Les concepteurs l'utilisent pour étudier la polarisation, comparer les paramètres des diodes et comprendre le point de fonctionnement avant d'intégrer la résistance du boîtier et les autres effets non idéaux. Le courant calculé vaut I0 multiplié par [exp(Vd divisé par nVt) moins un]. I0 est le courant de saturation inverse en ampères, Vd la tension aux bornes de la jonction, n le facteur d'idéalité sans dimension et Vt la tension thermique. Celle-ci vaut la constante de Boltzmann multipliée par la température absolue, divisée par la charge élémentaire. Le calculateur convertit les degrés Celsius en kelvins et utilise la constante combinée 8.617333262 fois 10 puissance moins 5 volts par kelvin. Le facteur d'idéalité indique à quel point la jonction suit un modèle idéal de diffusion. Une valeur proche de un est courante lorsque la diffusion domine ; une valeur proche de deux traduit souvent des effets de recombinaison. Le courant de saturation inverse peut couvrir de nombreux ordres de grandeur et varie fortement avec la fabrication et la température du composant. Utilisez si possible les paramètres d'une fiche technique ou d'une courbe mesurée. Le champ de température désigne celle de la jonction, qui peut dépasser la température ambiante lorsque la diode dissipe une puissance notable. La puissance affichée est le produit de la tension directe par le courant calculé. Cette première estimation est utile, mais la conception thermique exige de prendre en compte la résistance thermique du boîtier, l'environnement et la rétroaction entre échauffement et comportement électrique. À fort courant direct, les résistances série du matériau et des contacts écartent la diode réelle de la courbe purement exponentielle. L'équation ne convient pas non plus au claquage inverse. Des rapports extrêmes entre tension et tension thermique peuvent provoquer un dépassement numérique ; le calculateur le signale au lieu d'afficher un résultat invalide. Utilisez cet outil pour l'apprentissage et l'analyse initiale des semi-conducteurs, puis validez les conceptions importantes avec les courbes courant-tension du fabricant. Un circuit pratique nécessite aussi un élément limitant le courant et une analyse des tolérances. L'équation idéale est surtout pertinente lorsque toutes les entrées concernent le même composant, la même température et la même zone de fonctionnement.