Calculadora de la ecuación de Shockley para diodos

Evalúa I = Is × (exp(Vd / Vt) − 1), presenta la corriente en amperios y devuelve además el voltaje normalizado usado en la exponencial. El cálculo es determinista y no accede a la red, por lo que resulta útil en comprobaciones rápidas, clases, sustitución de hojas de cálculo y automatizaciones de ingeniería reproducibles.

Comprenda la ecuación de Shockley

La ecuación de Shockley describe la relación intensamente no lineal entre el voltaje de una unión de diodo ideal y la corriente resultante. Aquí, Vd es el voltaje aplicado en voltios, Is es la corriente inversa de saturación en amperios y Vt es el voltaje térmico en voltios. El cálculo es I = Is × (exp(Vd / Vt) − 1). Un voltaje positivo moderado puede originar una corriente directa elevada porque aparece en una exponencial; con voltaje suficientemente negativo, la exponencial se aproxima a cero y la corriente modelada se acerca a menos Is. Ese comportamiento representa la saturación inversa anterior a la ruptura, pero no la avalancha ni la ruptura Zener. Cerca de la temperatura ambiente, Vt vale aproximadamente 25.85 milivoltios, aunque usted puede indicar el valor adecuado. Esta forma supone un factor de idealidad igual a uno. Para contemplar resistencia serie, recombinación, autocalentamiento, dispersión de fugas o ruptura, utilice un modelo de dispositivo o SPICE más completo.

Introduzca parámetros con unidades coherentes

Indique voltage y thermal_voltage en voltios, y saturation_current en amperios. La polarización directa utiliza voltaje positivo; la inversa, negativo. Los tres valores deben ser finitos, y tanto la corriente de saturación como el voltaje térmico han de ser estrictamente positivos. Por ejemplo, puede introducir 0.6 V, 1e-12 A y 0.02585 V para una unión de silicio simplificada. Si desea 25.85 mV, escriba 0.02585 V, no 25.85. Del mismo modo, un nanoamperio se expresa como 1e-9 A. La respuesta incluye diode_current, las entradas depuradas y normalized_voltage, es decir, Vd dividido entre Vt. Esa razón permite entender la fuerte variación del resultado. La implementación usa expm1 para conservar precisión cerca de cero. Si una entrada provocaría un desbordamiento numérico, se rechaza en lugar de entregar Infinity, de modo que una automatización recibe un error claro y no JSON inutilizable.

Interprete el resultado dentro de los límites del modelo

Considere la corriente devuelta como resultado de un modelo analítico compacto, no como garantía para un diodo fabricado concreto. Is puede variar mucho entre componentes y con la temperatura, mientras que Vt depende de la temperatura absoluta. Los circuitos reales incorporan resistencia de fuente, resistencia interna del diodo, cableado y límites de potencia que restringen la corriente predicha por una exponencial sin restricciones. Esta herramienta es especialmente apropiada para docencia, estudios de sensibilidad, cálculos preliminares y pruebas de regresión. En un diseño físico, contraste siempre el resultado con la hoja de datos y modele el circuito circundante. En polarización inversa no aplique esta ecuación dentro de la región de ruptura. El cálculo en el navegador se realiza localmente; automatizarlo mediante API cuesta $0.002 por solicitud correcta. Ambos canales comparten el mismo solucionador puro, por lo que una entrada idéntica genera el mismo JSON sin reloj, azar, servicios externos ni dependencias ocultas. Las entradas no válidas se rechazan antes de producir un resultado.