什麼是蕭克利二極體方程式？
蕭克利二極體方程式是描述半導體 p-n 接面二極體電流與電壓關係的基本模型。此方程式由威廉‧蕭克利（William Shockley）提出，用來表示流經理想二極體的電流與其兩端施加電壓之間的關聯。本計算器可針對任意組合的飽和電流、施加電壓、理想因子與溫度，直接求出對應的方程式數值。
如何使用本計算器
請輸入逆向飽和電流 Is（矽二極體通常約為 \(1 \times 10^{-12}\) A）、施加電壓 V（單位為伏特）、理想因子 n（介於 1 與 2 之間，理想二極體常取 1），以及絕對溫度 T（單位為克耳文，室溫約 300 K）。計算器會回傳對應的二極體電流（單位安培）以及熱電壓 Vt。
公式說明
電流由 $$I = \text{I}_S \left( e^{\frac{V}{n\,V_T}} - 1 \right)$$ 求得，其中熱電壓 $$V_T = \frac{kT}{q}$$ 式中 \(k = 1.380649 \times 10^{-23}\) J/K 為波茲曼常數，\(q = 1.602176634 \times 10^{-19}\) C 為基本電荷，\(T\) 則為以克耳文表示的溫度。在 300 K 時，\(V_T \approx 0.02585\) V（約 25.85 mV）。在順向偏壓下，指數項佔主導地位，使電流隨電壓急遽上升；而在逆向偏壓下，方程式則趨近於 \(-\text{I}_S\)。
範例計算
當 \(\text{I}_S = 1 \times 10^{-12}\) A、\(V = 0.7\) V、\(n = 1\)、\(T = 300\) K 時：$$V_T = \frac{1.380649 \times 10^{-23} \times 300}{1.602176634 \times 10^{-19}} \approx 0.025852 \text{ V}$$ 接著 \(\frac{V}{n\,V_T} \approx 27.08\)，\(e^{27.08} \approx 5.78 \times 10^{11}\)，因此 $$I \approx 1 \times 10^{-12} \times 5.78 \times 10^{11} \approx 0.578 \text{ A}$$
常見問題
理想因子 \(n\) 是什麼？它用來反映復合效應與其他非理想因素；對以擴散為主的理想二極體而言 \(n = 1\)，而以復合為主的接面則趨近於 2。
溫度為什麼會有影響？溫度升高會增大熱電壓 \(V_T\)，並大幅提高 \(\text{I}_S\)，因此二極體的行為對溫度相當敏感。
逆向偏壓下會發生什麼？當 \(V\) 為負值且絕對值很大時，指數項趨近於零，電流便飽和於約 \(-\text{I}_S\)。
