Diodo p-n: factor de idealidad (ln I frente a V)
Diodo de silicio desconocido a T conocida. Mida la I directa a varios V y obtenga n por la aproximación lineal de ln I frente a V.
Universidad / investigación· 24 min·Simulador relacionado: Electricidad y magnetismoUnión p-n y diodo
Objetivo
Determinar n a partir de I ≈ I₀ exp(V/(n V_T)). La pendiente de ln I frente a V es 1/(n V_T), de modo que n = 1/(pendiente · V_T).
Material
- Diodo de Si desconocido
- T conocida
- Fuente de voltaje continuo
- Amperímetro
Experimento
Teoría
La ecuación de Shockley es I = I₀ (e^{V/(n V_T)} − 1), con V_T = k_B T/e. En polarización directa fuerte el −1 es despreciable y ln I es lineal en V. El montaje oculta I₀, n y la I en vivo. T (y por tanto V_T) es conocida. El amperímetro da I después de registrar. Esta es una práctica de la I–V, no del diagrama de bandas.
Procedimiento
- La temperatura T está fija y es conocida. Cambie solo el voltaje directo V. Quédese en polarización directa fuerte (aproximadamente 0,50–0,72 V).
- Registre. El amperímetro anota I con un pequeño ruido. No hay I, I₀ ni n en vivo.
- En la tabla se calcula ln I. Repita para al menos 6 voltajes.
- Compruebe la aproximación lineal de ln I frente a V; n = 1 / (pendiente · V_T). Compare con el valor de referencia.
Conclusión
El factor de idealidad hallado coincide con el del diodo oculto. Las principales incertidumbres: ruido del amperímetro y omitir el −1 en la ley de Shockley.