Este voltaje térmico de 26 mV a temperatura ambiente se usa en la ecuación de diodo no lineal. Traté de aprender sobre esto para ver qué significa sin involucrarme en demasiada física, pero no pude encontrar una explicación simple.
¿Hay una manera de describirlo sin involucrar en demasiada teoría y antecedentes?
¿Es solo un número que se ajusta a los resultados empíricos como una constante?
Intuitivamente, es el potencial medio causado por el movimiento térmico de los electrones.
Es
\ $ \ displaystyle V_T = \ frac {kT} {q} \ $
donde T es la temperatura absoluta, k es la constante de Boltzman y q es la carga de un electrón.
Si te gustaría pensar en la nube de electrones como un gas, también lo es
\ $ \ displaystyle V_T = \ frac {RT} {F} \ $
donde T es la temperatura absoluta, R es la constante de gas (que relaciona la energía con la temperatura) y F es el constante de Faraday (cargo por mol de electrones).
Cuando hablamos de semiconductores, existe voltaje térmico que varía de 25 a 26 mV como usted mencionó. No soy químico pero proviene de la Constante de Boltzmann que se señala arbitrariamente como \ $ k \ $.
Usamos \ $ k \ $ para muchas cosas, incluida la Ley del gas ideal en química o termodinámica, etc. Se relaciona con la energía cinética de las partículas en el estado de gas de la materia.
Considere esta ecuación: \ $ k = R / N_A \ $ donde \ $ R \ $ es una constante de gas relacionada con la molar con gases ideales y \ $ N_A \ $ es simplemente Número de Avogardro .
En la ecuación de Shockley Diode, el voltaje térmico es igual a \ $ \ displaystyle V_T = \ frac {kT} {q} \ $ donde \ $ T \ $ es una temperatura ambiente y \ $ q \ $ es el cargo de un electrón. A 300 Kelvin, el voltaje térmico es de \ $ \ aproximadamente \ $ 25.85 mV ... y eso es prácticamente todo ...
Es una relación entre el potencial electrostático y la corriente eléctrica a través de una unión P-N. Puede utilizar el cálculo del voltaje térmico al modelar un diodo.
Realmente necesitas hacer más investigaciones antes de publicar una pregunta.
Una búsqueda en la web de 26mV thermal voltage llevó a thermal voltage equation .
Eso resultó en esto.
publicado por Jose21
Tensión térmica
En 0 K, los electrones en un semiconductor están en reposo ... o puedes decir 0 estado energético A medida que aumentamos la temperatura, el electrón comienza a recibir Energía proporcional a la temperatura y esta constante de La proporcionalidad es k, la constante de Boltzmann. kT / q es el voltaje correspondiente a esta energía. Dado que la causa de este voltaje es La temperatura, se denomina Tensión Térmica. Es un valor medio. Para electrones individuales, puede variar un poco, pero en promedio, será kT / q. A una temperatura dada, un electrón puede tener energías como múltiplos de kT.
Consulte enlace
Siempre pienso que es mejor hablar en términos de energía térmica que de tensión térmica.
Abro a Bart cada vez que tengo que recordar cómo caminamos por la curva de estado sólido a IV: enlace
Cotización:
Finalmente, necesitamos introducir el voltaje térmico, Vt, el potencial Un electrón necesita atravesar para obtener una energía igual a la térmica. energia kT. Esta tensión es igual a la energía térmica dividida por la Carga electrónica, q, del electrón: $$ V_t = \ frac {kT} {q} $$ El valor numérico del voltaje térmico en voltios también es igual a la energía térmica en unidades de electrón-voltios. A 300K (27oC) Vt es igual a 25.86 mV.
Mientras que la energía térmica relaciona una energía con una probabilidad de ocupación directamente a través de la distribución de Boltzmann, que viene con la exponencial y otras cosas.
$$ \ propto \ exp \ left (\ Delta E / k_B T \ right) $$
Bart afirma que el voltaje térmico es solo el potencial en el que un electrón incrementaría su energía por la energía térmica \ $ k_BT \ $ cuando atraviesa.
No es evidente para mí que conlleva una visión adicional a esto. A veces lo hacen, a veces no lo hacen. (: