什么是肖克利二极管方程？
肖克利二极管方程是描述半导体 p-n 结二极管电流—电压关系的基础模型。它由威廉·肖克利（William Shockley）提出，将流过理想二极管的电流与其两端施加的电压联系起来。本计算器可针对任意给定的饱和电流、外加电压、理想因子和温度组合，求解该方程并得出对应的电流值。
如何使用本计算器
请依次输入反向饱和电流 Is（硅二极管通常约为 \(1\times10^{-12}\ \text{A}\)）、外加电压 V（单位：伏特）、理想因子 n（取值在 1 到 2 之间，理想二极管一般取 1），以及绝对温度 T（单位：开尔文，室温约为 300 K）。计算器将输出对应的二极管电流（单位：安培）以及热电压 Vt。
公式详解
电流的计算公式为
$$ I = \text{I}_S \left( e^{\frac{V}{n\,V_T}} - 1 \right) $$其中热电压
$$ V_T = \frac{kT}{q} $$式中 \(k = 1.380649\times10^{-23}\ \text{J/K}\) 为玻尔兹曼常数，\(q = 1.602176634\times10^{-19}\ \text{C}\) 为基本电荷，\(T\) 为开尔文温度。在 300 K 时，\(V_T \approx 0.02585\ \text{V}\)（约 25.85 mV）。在正向偏置下，指数项起主导作用，使电流随电压急剧上升；而在反向偏置下，方程结果趋近于 \(-\text{I}_S\)。
计算实例
设 \(\text{I}_S = 1\times10^{-12}\ \text{A}\)，\(V = 0.7\ \text{V}\)，\(n = 1\)，\(T = 300\ \text{K}\)：
$$ V_T = \frac{1.380649\times10^{-23} \times 300}{1.602176634\times10^{-19}} \approx 0.025852\ \text{V} $$于是 \(\frac{V}{n\,V_T} \approx 27.08\)，\(e^{27.08} \approx 5.78\times10^{11}\)，因此
$$ I \approx 1\times10^{-12} \times 5.78\times10^{11} \approx 0.578\ \text{A} $$常见问题
理想因子 n 是什么？它用于反映复合效应及其他非理想因素。对于以扩散为主的理想二极管，\(n = 1\)；而对于以复合为主的结，\(n\) 会趋近于 2。
温度为什么会有影响？温度升高会增大热电压 \(V_T\)，并显著提高 \(\text{I}_S\)，因此二极管的工作特性对温度高度敏感。
反向偏置下会发生什么？当 \(V\) 为负值且数值较大时，指数项趋近于零，电流趋于饱和，约等于 \(-\text{I}_S\)。
