Shockleyho rovnice diody

Voltampérovou charakteristiku běžných polovodičových diod lze popsat rovnicí pojmenovanou podle spouluobjevitele tranzistoru Williama Bradforda Shockleyho. Rovnice popisuje základní chování diody v propustném i v závěrném směru:

kde:  

• I je proud diodou,
• I_S je závěrný saturační proud,
• V_D je napětí přiložené na diodu,
• V_T je tzv. tepelné napětí
• n je činitel kvality, který se pohybuje od 1 do 2 v závislosti na výrobním procesu a materiálu polovodiče. V mnoha případech se dá uvažovat jako přibližně rovný 1 (pak n z rovnice vypadne).

Tepelné napětí V_T je při běžných "pokojových teplotách" okolo 300 K přibližně 25.85 mV. Obecně je definováno vzorcem:

kde k je Boltzmannova konstanta, T je teplota p-n přechodu v Kelvinech, a q je velikost náboje elektronu (elementární náboj).

• Shockleyho rovnice ideální diody počítá s tím, že v diodě působí pouze drift (daný elektrickým polem), dále difůze a tepelná rekombinace. Ostatní jevy včetně R-G proudů a fotoelektrických jevů jsou zde zanedbány. Také je zanedbán vnitřní ohmický odpor diody, projevující se při vysokých proudech v propustném směru. Tato rovnice rovněž nemodeluje oblast zpětného průrazu.