二极管电流理解

SJWPRC

经典的二极管大信号电流方程为 ID = Is * [exp(VD/nVT)-1], VD 是二极管偏置电压, VT is thermal voltage ~ 26 mV. 我们都知道如果是硅基二极管， 则开启电压大约是0.7V, 如何理解这个开启电压？在电流方程里看不出这个电压。反观mos电流方程，则有一个明显的Vth。

Vawell

反向提一个问题，mos管的vth是怎么定义的？如果vgs没有到达vth那mos管就完全关断了吗？
所以vth或者说开启电压这个概念都是相对而言的，一般来讲都是定义了电流到了多少去人为定义了一个所谓的“开启电压”。
至于mos管为什么公式里面有vth这个概念也是建立在他的物理模型上，建立了一套便于理解的表达方式。我觉得如果你把公式里面的VD改成举例来讲“VD-Vt”修正一下相关公式后也没有什么问题

SJWPRC

你可以试一下扫描V-I curve，minimum diode current 发生在VD=0, 这说明VD - Vth 的理解有问题。

qw357

二极管阈值电压定义为exp(qV/nkt)=e时的电压,thermal voltage =kt/q。这是一个人为约定的转折点。
mosfet阈值电压包括三个部分,首先是金半接触电压，其次是费米能级弯曲所需电压，最后是栅氧电压。psi(F) = (kT/q)ln(Nsub/ni).当Vgs<Vth时，费米能级弯曲度变小，但是依然会有电流。2psi(F) 这是人为约定的一个转折点。这个值会受到金属材料，栅氧厚度，掺杂浓度等因素影响。

icerNEW

二极管不叫阈值电压，有一个叫built-in potential,由于耗尽区形成的，约700mV，勉强理解为开启吧
MOS的Vth和二极管的built-in potential是两回事，不一样。反型层

imefox

正向导通电压的定义是电流达到某个电流Ith（比如0.1mA）时的偏压，考虑到二极管面积的变化，我们将判据改成电流密度达到Jth。
从用户端来看，在某个温度下，Vth与自建势Vbi相差一个常数。

洛神孤恋

SJWPRC 发表于 2024-6-13 04:05
你可以试一下扫描V-I curve，minimum diode current 发生在VD=0, 这说明VD - Vth 的理解有问题。 ...

你举的例子其实是MOS饱和区公式，MOS亚阈值区公式也跟二极管差不多，MOS的最小电流也不是在VGS=VTH处啊，VTH是工作状态的转变点，不是电流有无的转变点

SJWPRC

洛神孤恋 发表于 2024-6-13 09:33
你举的例子其实是MOS饱和区公式，MOS亚阈值区公式也跟二极管差不多，MOS的最小电流也不是在VGS=VTH处啊， ...

我的意思是，如果扫描二极管的V-I曲线，可以发现当VD=0时，其电流无限接近0，这说明二极管的电流公式不能改写为 ID = Is*[exp((VD-Vth)/nVT)-1]. 我觉得6六楼的分析比较严谨的，但是也说明谈二极管的开启电压，必须先设定一个Ith, e..g, 0.1mA, 换言之二极管开启电压取决于人为定义，这一点和MOS不同。