Опорная идея
Поведение p-n перехода качественно описывает уравнение Шокли: I = I_s · (exp(U / (n·U_T)) − 1), где I_s — обратный ток насыщения (очень мал), U_T = kT/q ≈ 25,85 мВ при 300 K — тепловой потенциал, n — коэффициент идеальности (1…2).
Ключ в экспоненте: ток растёт экспоненциально с напряжением. Поэтому при инженерных расчётах удобно считать диод «идеальным с порогом»: при U < U_пор диод закрыт (I = 0), при попытке превысить U_пор он открыт и держит на себе примерно постоянное падение U_пор.
Пример. Кремниевый диод последовательно с резистором R = 1 кОм питается от 5 В. Падение на диоде ≈ 0,7 В, значит на резисторе U_R = 5 − 0,7 = 4,3 В. Ток I = U_R / R = 4,3 / 1000 = 4,3 мА. Рассеиваемая на диоде мощность P_д = U_пор · I = 0,7 · 0,0043 ≈ 3 мВт.