ダイオードの特性式、順方向降下電圧について
LEDの特性について理解を深めようとしている者です。
ダイオードの特性式と順方向降下電圧について質問させてください。
ダイオードの順方向降下電圧はダイオードの種類によって様々で、
シリコンダイオードなら0.6Vから0.7V,LEDになると2.0Vから3.5V程度になる、ということを学びました。
また、ダイオードの電流-電圧特性は
I=I0{exp(qV/nkT)-1}
で与えられる、とさまざまなところで見たのですが、
この式でq,kはそれぞれ電気素量、ボルツマン定数で一定、
nは1から2までの値を取る、
Tは絶対温度、およそ300K、となるので、
結局大きく変わる変数としては逆方向飽和電流I0のみとなると思うのですが、
この式で、例えば順方向降下電圧3.5Vのダイオードの電流-電圧特性のグラフにフィッティングさせようとすると、
I0がとんでもなく小さな値(1.0×10^(-40)A程)になり、いくら逆方向に電流を流さないとはいっても違和感を覚えてしまいます。
pn接合部の抵抗を考え、
V'=V+RI
(V'はダイオードと抵抗にかかる電圧の合計、Rは抵抗)
の式を先ほどのダイオード特性式に当てはめ、
I=I0{exp(q(V'-RI)/nkT)-1}
という式に変形させフィッティングしてみても、順方向降下電圧にはほぼ影響がなく、やはりI0が低い値になってしまいました。
LEDにおいて、順方向降下電圧が上がってしまうのはやはりI0が極端に低いからなのでしょうか、
それとも他に要因があるのでしょうか？
LEDだけでなく、順方向降下電圧に同一温度下でも幅が出るのは、すべてI0によるものなのでしょうか？
物性面で違いが出るのはもちろんわかるのですが、それが特性式のどこに関わってくるのかが理解できていません…。
他に要因があるのでしたら、ダイオードの特性式に絡めて説明していただけると非常に助かります。
よろしくお願いします。
お礼
お答えいただいてありがとございます。また、わからないことがあったらその時はよろしくおねがいします。