ダイオード I–V 特性・順方向電圧 計算ツール
要点
ダイオードの電流は I = Is(exp(V/nVt) − 1) で電圧に対して指数関数的に増え、室温・n=1 なら約60mV で10倍になります。このためシリコンダイオードの順方向電圧は電流が何桁変わっても0.6〜0.8V 付近に収まります。順方向電圧は温度が上がると約 −2mV/℃ で下がり、この性質は温度センサに使われます。
入力
10 mA での順方向電圧 Vf0.7332V
Vf の温度係数-1.54mV/℃
動作点の微分抵抗 rd5.557Ω
この温度での飽和電流 Is3.70×10⁻⁹A
熱電圧 kT/q25.69mV
0.7 V を加えたときの電流5.4mA
電流が10倍になる電圧（n·Vt·ln10）113.0mV/dec
逆方向の降伏と、低電流域の再結合電流（n≈2）・高注入効果の切り替わりは含みません。1つの n で全電流域を表す簡易モデルです。
I–V 特性（片対数）
電流ごとの順方向電圧
| 電流 | Vf（25℃） | Vf（−40℃） | Vf（125℃） |
|---|---|---|---|
| 0.001 mA | 0.275 V | 0.472 V | 0.030 V |
| 0.01 mA | 0.388 V | 0.560 V | 0.126 V |
| 0.1 mA | 0.501 V | 0.648 V | 0.268 V |
| 1 mA | 0.614 V | 0.737 V | 0.418 V |
| 10 mA | 0.733 V | 0.832 V | 0.575 V |
| 100 mA | 0.905 V | 0.978 V | 0.784 V |
| 1000 mA | 1.603 V | 1.652 V | 1.520 V |
ダイオードの電圧は電流の対数で決まる
pn 接合を流れる電流は、順方向電圧に対して指数関数的に増えます。室温で理想係数 n = 1 なら、電圧が約60mV上がるごとに電流が10倍になります。このためシリコンダイオードの順方向電圧は、電流が何桁も変わっても0.6〜0.8V付近に収まり、「ダイオードの電圧降下は約0.7V」という覚え方が成り立ちます。
順方向電圧は温度が上がると約 −2mV/℃ で下がります。この性質は温度センサ（チップ内のサーマルダイオード）に使われる一方、並列接続したダイオードでは熱い素子に電流が集中する熱暴走の原因にもなります。ショットキーバリアダイオードは金属と半導体の障壁が低いため順方向電圧が0.3〜0.5Vと低く、少数キャリアの蓄積がないので高速にスイッチできます。