二极管特性及参数

二极管截止 I= 0 UD =-5V
[例1] 电路如图所示，计算二极管中的电流 ID 。已知二 极管的导通电压UD(on) = 0.6 V，交流电阻 rD 近似为零。
E 6V
R1 2 k
A
0.6V R2 1k
ID
D
E 6 V
解：可以判断二极管处于导通状态， 则电路模型:
UA －E＋UD(on)＝－6＋0.6＝5.4V
有一死区电压UD(on)，室温下硅管： UD(on) =(0.5~0.7)V， 锗管：UD(on) =(0.1~0.3)V。 在正常工作电流范围内，管压降的变化范围很小。硅管 (0.6~0.8)V
由于表面漏电流影响，二极管反向电流要比理想PN结的Is 大。对硅管一般小于0.1μA，锗管小于几十微安。
晶体二极管特性及参数
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---孙 肖 子
2.3.1 二极管的伏安特性--指数特性
iD IS (equD / kT 1) IS (euD /UT 1)
IS 为反向饱和电流，q 为电子电量 ；UT = kT/q， 称为热电压，在室温 27℃ 即 300 K 时，UT = 26 mV。
I

I R1

IR2

E
U A R1

0 U A R2
6 (5.4) 0 (5.4) 5.7 5.4 11.1mA
2
1
二极管特性及参数
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2.3.3 二极管的电路管压降及模型
UD E IR I f (UD)
工作点不同, I DQ 变化很大, 但 U DQ差别极小, 所以只要二极管
导通,就认为管压降为0.7V(0.3V)
在工程分析中，器件的模型力求简单、实用，能突出电路的主要 功能及特性。用拆线表示其导通和截止。
普通二极管的单向导电特性及模型
千欧~几十兆欧。随管子类型不同而不同。
显然，正向电阻越小，反向电阻越大，单向导电性能越好。
二、交流电阻rD
rD 定 义 为 ： 二 极 管 在 其 工 作 状 态 ( IDQ,UDQ) 处 的 电 压 微 变量与电流微变量之比，即
rD

U D I D
Q

duD diD
Q
rD的几何意义如图，即二极管伏安特性曲 线上Q (IDQ，UDQ)点处切线斜率的倒数。
▲ 二极管的温度特性：
三.最大整流电流IF IF指二极管允许通过的最大正向平均电流。实际应用 时，流过二极管的平均电流不能超过此值。
四. 最大反向工作电压URM URM 指 二 极 管 工 作 时 所 允 许 加 的 最 大 反 向 电 压 。 通 常
取UBR的一半作为URM 。 五.反向电流IR IR越小，单向导电性能越好。IR与温度密切相关，使用 时应注意IR 六.最高工作频率fM fM是与结电容有关的参数。工作频率超过fM时，二极
i
IDQ
Q I U
rD可以通过对二极管电流方程求导得出，即
0
UDQ
u
iD IS (equD / kT 1) IS (euD /UT 1)
rD

duD diD
Q
uD
(ISeUT
1 UT
)1
Q

UT I DQ

26mV I DQ
rD RD
2.3.2 二极管的电参数
▲ 无论RD或rD 都是工作电流的函数, 都是非线性电阻。
正极
PN
负极
rD
正极
负极
0.7(0.3)V
i/mAA2
A303
20
10
－1
B0 0
－5
0.7
－10
u/V
0.7(0.3)V
理理理理理
以上三种电路模型，是在不同近似条件下模拟了大信号运用时,二 极管的开关特性。其中(b)、(c)是低频工作时最常用的近似模型。பைடு நூலகம்
实际中，在分析二极管电路时，必须首先判 断管子是正偏导通还是反偏截止。然后用相应 模型等效来分析电路。
2.3.2 二极管的电参数
i
一、直流电阻RD
RD
UD ID
Q
ID
●Q1
●Q2
用三用表欧姆档可辨别二极管的正、负极。
0
UD
u
显然，正向RD随工作电流增大而减小，如图中Q1点 处的RD小于Q2点处的RD 。反向RD理论上应为无穷大,因 为反相偏置管子截止无电流。
•
实际上, 一般正向电阻为几十~几百欧，反向电阻为几十