Calculadora de diodo Shockley

A equação do diodo de Shockley é um modelo idealizado da corrente em uma junção p-n. Ela descreve a forte relação exponencial entre a tensão aplicada à junção e a corrente do diodo. Esse comportamento explica por que uma pequena mudança na tensão direta pode causar uma grande variação de corrente. Projetistas de circuitos usam a equação para explorar condições de polarização, comparar parâmetros e entender o ponto de operação antes de considerar a resistência do encapsulamento e outros efeitos não ideais. A corrente calculada é I0 multiplicada por [exp(Vd dividido por nVt) menos um]. I0 é a corrente de saturação reversa em amperes, Vd é a tensão na junção, n é o fator de idealidade adimensional e Vt é a tensão térmica. A tensão térmica é a constante de Boltzmann vezes a temperatura absoluta dividida pela carga elementar. Esta calculadora converte Celsius para kelvin e usa a constante combinada 8.617333262 vezes 10 elevado a menos 5 volts por kelvin. O fator de idealidade indica quanto o comportamento da junção se aproxima de um modelo ideal de difusão. Valores próximos de um são comuns quando a difusão domina; valores próximos de dois costumam indicar efeitos de recombinação. A corrente de saturação reversa pode variar por muitas ordens de grandeza e muda bastante com a construção e a temperatura do dispositivo. Use parâmetros de uma folha de dados ou curva medida sempre que possível. O campo de temperatura representa a temperatura da junção, que pode superar a ambiente quando o diodo dissipa potência considerável. A potência exibida é a tensão direta multiplicada pela corrente calculada. É uma primeira estimativa útil, mas o projeto térmico exige resistência térmica do encapsulamento, condições ambientais e a realimentação entre aquecimento da junção e comportamento elétrico. Em correntes diretas elevadas, as resistências série do material e dos contatos afastam o diodo real da curva puramente exponencial. Na ruptura reversa, a equação de Shockley também não é adequada. Razões extremas entre tensão e tensão térmica podem causar estouro numérico; por isso, a calculadora informa essa condição em vez de exibir um resultado inválido. Use a ferramenta para aprendizado e análise inicial de semicondutores e depois valide projetos importantes com as curvas de corrente-tensão do fabricante. Um circuito prático também precisa de um elemento limitador de corrente e análise de tolerâncias. A equação ideal é mais informativa quando todas as entradas se referem ao mesmo dispositivo, temperatura e região de operação.