Shockley Diyot Denklemi Hesaplayıcı

Hesaplamaya Girin

Doyma Akımı Is (A)

Uygulanan Gerilim V (V)

İdealite Faktörü n

Sıcaklık T (K)

Sonuç

Diyot Akımı

0

amper (A)

Termal Gerilim Vt	0,025852 V

Shockley Diyot Denklemi Nedir?

Shockley diyot denklemi, bir yarı iletken p-n eklem diyodunun akım–gerilim ilişkisini açıklayan temel modeldir. William Shockley tarafından geliştirilen bu denklem, ideal bir diyottan geçen akımı, diyota uygulanan gerilime bağlar. Bu hesaplayıcı, doyma akımı, uygulanan gerilim, idealite faktörü ve sıcaklığın herhangi bir kombinasyonu için söz konusu denklemi çözer.

Bir diyot, uçlarına ileri yönde \(V\) gerilimi uygulandığında \(I\) akımını iletir.

Bu Hesaplayıcı Nasıl Kullanılır?

Ters doyma akımı Is değerini (silisyum için genellikle \(1\times10^{-12}\ \text{A}\)), volt cinsinden uygulanan gerilim V değerini, idealite faktörü n değerini (1 ile 2 arasında, ideal diyotlarda çoğunlukla 1) ve kelvin cinsinden mutlak sıcaklık T değerini (oda sıcaklığı ≈ 300 K) girin. Hesaplayıcı, sonuç olarak amper cinsinden diyot akımını ve termal gerilim Vt değerini verir.

Formülün Açıklaması

Akım, $$I = \text{I}_S \left( e^{\frac{V}{n\,V_T}} - 1 \right)$$ ifadesiyle hesaplanır; burada termal gerilim \(V_T = \frac{kT}{q}\) olarak tanımlanır. \(k = 1{,}380649\times10^{-23}\ \text{J/K}\) Boltzmann sabiti, \(q = 1{,}602176634\times10^{-19}\ \text{C}\) temel yük ve \(T\) kelvin cinsinden sıcaklıktır. 300 K'de \(V_T \approx 0{,}02585\ \text{V}\) (yaklaşık 25,85 mV) olur. İleri beslemede üstel terim baskın hâle gelir ve akım, gerilimle birlikte hızla yükselir; ters beslemede ise denklem \(-\text{I}_S\) değerine yaklaşır.

Diyotun I-V eğrisi: akım önce sıfıra yakın kalır, sonra ileri gerilimle üstel olarak artar.

Çözümlü Örnek

\(\text{I}_S = 1\times10^{-12}\ \text{A}\), \(V = 0{,}7\ \text{V}\), \(n = 1\) ve \(T = 300\ \text{K}\) için: $$V_T = \frac{1{,}380649\times10^{-23} \times 300}{1{,}602176634\times10^{-19}} \approx 0{,}025852\ \text{V}.$$ Buradan \(\frac{V}{n\,V_T} \approx 27{,}08\), \(e^{27{,}08} \approx 5{,}78\times10^{11}\) olur; dolayısıyla $$I \approx 1\times10^{-12} \times 5{,}78\times10^{11} \approx 0{,}578\ \text{A}$$ bulunur.

Sıkça Sorulan Sorular

İdealite faktörü n nedir? Rekombinasyon ve diğer ideal olmayan etkileri hesaba katar; difüzyon baskın ideal diyotlarda \(n = 1\) iken, rekombinasyon baskın eklemlerde 2'ye yaklaşır.

Sıcaklık neden önemli? Daha yüksek sıcaklık termal gerilim \(V_T\) değerini artırır ve \(\text{I}_S\) değerini dramatik biçimde yükseltir; bu nedenle diyot davranışı sıcaklığa güçlü biçimde bağlıdır.

Ters beslemede ne olur? \(V\) negatif ve mutlak değeri büyük olduğunda üstel terim sıfıra yaklaşır ve akım yaklaşık \(-\text{I}_S\) değerinde doygunluğa ulaşır.