¿Cuál es el factor de idealidad de un diodo típico?

Question

Algunos antecedentes, para quien no esté familiarizado: La ecuación del diodo Shockley es

\$I_D=I_S·(e^{\frac{V_D}{n·V_T}}-1)\$

con la cantidad \$n\$ llamado el factor de idealidad un número entre 1 y 2. Los diodos ideales tienen un factor de idealidad de 1, mientras que los diodos reales no lo tienen. (Y, a mi entender, el factor de idealidad de los diodos reales puede depender en gran medida de la temperatura y de la corriente del diodo).

Mi pregunta es la siguiente: ¿Cuál es el factor de idealidad típico de los diodos pn disponibles en el mercado a temperatura ambiente? ¿En qué rango se puede esperar que esté el factor de idealidad? ¿Será diferente para los diodos Schottky?

La impresión que tengo de mi clase de dispositivos semiconductores es que está cerca de 2 para corrientes bajas, se acerca a 1 para corrientes moderadas y vuelve a 2 a corrientes muy altas; ¿es esto correcto? ¿Hay números más precisos disponibles en algún lugar?

Answer 1

Actualmente estoy cursando una clase de semiconductores y hace poco hicimos un experimento para medir el factor de idealidad de dos diodos diferentes, uno de germanio y otro de composición de silicio. El experimento determinó que el diodo de silicio tiene un factor de idealidad de 1 y el de germanio de 1,4. Según mi profesor, el factor de idealidad es indicativo del tipo de recombinación de portadores de carga que se produce en el interior del diodo, según el siguiente gráfico.

Para calcular n, medí y grafiqué las características I-V (siendo V la tensión a través del diodo, no la tensión aplicada) de los diodos y hallé la pendiente como tal:

Entonces, conociendo esta relación donde e es la carga de un electrón, T es la temperatura y K es la constante de Boltzman e I naught es la corriente de saturación inversa:

Me parece que la pendiente de la gráfica es:

Resolviendo para n se obtiene un 1.

Creo que eso responde a 3 de 5 de sus preguntas.

Espero que todo esto haya servido de ayuda.

Answer 2

https://www.youtube.com/watch?v=BC1E13CKf8g

Puedes ver este vídeo. Un diodo ideal tiene un factor de idealidad de 0. En polarización hacia delante, la corriente --> infinito. En polarización inversa, la corriente --> 0. Este diodo no existe en la vida real. Y debido a la propiedad de recombinación del Si y el Ge, todos los diodos fabricados con estos dos materiales tienen el factor de idealidad entre 1 y 2. El diodo que tiene un factor de idealidad <1 tampoco existe.