ダイオードの特性

質問

ダイオードの電流-電圧特性の立ち上がりはexpだと思うのですが、
途中から抵抗と同じような電流-電圧特性になると思います。(バンド図等で考えて)
そこで質問なんですが、指数から線形にかわる電圧というのは
約何ボルトなのでしょうか？
理由も教えてください

回答No.3

xpopo

回答NO.2です。

すみません、200mAクラスのダイオードのIsを間違えてました。約50fA（50×10^(-15)）
程度です。

それから、図を添付しておきます。抵抗ｒｓが0.56Ωの場合のID-VD特性（計算値）です。
この場合はID=100mA程度以上で抵抗（この場合、0.56Ω）の特性が見えてきます。

回答No.2

xpopo

ダイオードの電流－電圧特性はダイオード電流をID、ダイオードの逆方向飽和電圧をIsとして

　　Vｄ　＝　（ｋT/q）*ｌｎ（1 + ID/Is) + rs*ID

で表されます。上の式で、ｋはボルツマン定数、Tは絶対温度、qは電子素量、ｒｓはダイオードの
抵抗成分です。式で、（kT/q)は常温で約26mV、また逆方向飽和電流はダイオードにより異なりますが
200mAクラスのダイオードで3nA程度です。抵抗成分rsはダイオードのサイズで大体決まってしまう
ようです。一例ですが、ある200mAクラスのダイオードでは0.56Ω。また、3Aクラスのあるダイオード
では11mΩというようにダイオードのサイズや品種で異なります。

回答No.1

sailor

電流電圧特性はexp曲線ではありません。接合部の空乏層をキャリアが超えるのに必用な電圧（ドナーレベル・アクセプターレベル）に達するまで殆ど増加せず、その後急激に電流値が増えほぼ比例特性を示すようになります。接合部ではＰ・Ｎそれぞれのキャリア同士が結合し平衡状態にありますが、これを崩すのに必用な量のキャリアが注入されるまでは電流が流れない状態で、これを越えた時点からなだれ的に電流が流れ出します。

電圧はシリコンダイオードで０．６Ｖ程度、ゲルマニウムダイオードで０．２Ｖ程度ですが、接合の形状やドナーやアクセプターの種類によって微妙に異なります。

参考　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%80%E3%82%A4%E3%82%AA%E3%83%BC%E3%83%89

お礼

返事が遅くなってすいません

＞電圧はシリコンダイオードで０．６Ｖ程度、ゲルマニウムダイオードで０．２Ｖ

ここだけで良かったのですが上部分の説明ありがとうございます。

＞電流電圧特性はexp曲線ではありません

大学の授業でPNダイオードの特性はI=Io(exp(qV/nkT)-1)と教えられ、その後ある教授に質問したところ、
「途中までは指数だが、ある電圧から線形となるから、I=Io(exp(qV/nkT)-1)は正確に言うと嘘だね」
みたいなことを言われました。
その時のバンド図での説明がわかりやすかったので納得したのですが、なぜexpではないのでしょうか？