Ecuación del diodo de Shockley

Curva característica del diodo rectificador 1N4001(se aplica al 1N4001 o el 1N4007)

La ecuación del diodo de Shockley es el modelo matemático más empleado para el estudio del diodo. Nombrada así en honor a William Bradford Shockley, la ecuación permite aproximar el comportamiento del diodo en la mayoría de las aplicaciones. La ecuación que relaciona la intensidad de corriente y la diferencia de potencial en este dispositivo es:

${\displaystyle I_{\text{D}}=I_{\mathrm {S} }\left(T\right)\left(e^{\frac {V_{\text{D}}}{nV_{\text{T}}}}-1\right)}$

Donde:

I_D es la intensidad de la corriente que atraviesa el diodo.

I_S es la corriente de saturación dependiente de la temperatura de juntura (${\displaystyle I_{\text{S}}(T)\approx {10^{-12}\dots 10^{-6}\;\mathrm {A} }}$).

V_D es la diferencia de potencial en sus terminales.

n es el coeficiente de emisión, dependiente del proceso de fabricación del diodo y que suele adoptar valores entre 1 (para el germanio) y del orden de 2 (para el silicio).

V_T es la tensión térmica de juntura ${\displaystyle V_{\text{T}}={\frac {k_{\mathrm {B} }\cdot T}{q}}\approx 25\;\mathrm {mV} }$ a 20 °C

T es la temperatura absoluta de juntura

k_B es la constante de Boltzmann

q es la carga elemental del electrón .

Origen

Shockley propone una ecuación para la tensión en una unión p-n en un extenso artículo publicado en 1949.^[1]​ Luego encuentra una expresión para la corriente como una función de la tensión bajo algunas consideraciones, la cual se denomina ecuación ideal de Shockley para el diodo.^[2]​ Él la llamó "una fórmula teórica de rectificación para dar máxima rectificación", con una nota al pie referenciando un trabajo de Carl Wagner, Physikalische Zeitschrift 32, pp. 641–645 (1931).

Bibliografía

• Simon Sze; Kwok K. Ng (2006). Wiley-Interscience, ed. Physics of semiconductor devices (en inglés) (3° edición). ISBN 978-0-471-14323-9. «Secc. 2.3.1». 

Referencias

1. William Shockley (Jul 1949). «The Theory of p-n Junctions in Semiconductors and p-n Junction Transistors». The Bell System Technical Journal (en inglés) 28 (3): 435-489. . La ecuación 3.13 está en la página 454.
2. Ibid. p. 456.

• Datos: Q20180819