Equazione del diodo ideale di Shockley

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 pA e 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.

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