二极管伏安特性
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结论:二极管只能在正向电压的作用下才能工作,即二极管具有单向导电性
描述流过二极管的电流随其两端电压变化的特性就 是二极管的伏安特性,通常用伏安特性曲线来表示,如 图所示。
二极管的伏安特性
1 正向特性
iD
D
OD段称为正向特性。
UBR
C
OC段,正向电压较小,正
B
O
uD
向电流非常小,外电场还不
足以克服PN结内电场对多数
硅正(向Si)特性曲≈线0.向5 左移,0反.6~向1 特性曲线向下<0移.1。
锗(Ge) ≈0.1
0.2~0.5
几十
4. 防止二极管反向击穿的措施
如下图所示,电源电压为30V,二极管的反向击穿电压UBR=20V,电源电压反向加在 二极管上并高于击穿电压,结果二极管被击穿。二极管的击穿电压为20V,其余
计算反向击穿电压的电流电路
1. 最大整流电流 IFM 二极管长期运行时通过的最大正向平均电流为最 大整流电流,通常称为额定工作电流。 2. 最大反向工作电压 URM 最大反向工作电压是保证二极管不被反向击穿而 规定的最高反向电压,通常称为额定工作电压。
3. 最大反向电流 IRM
最大反向电流是最大反向工作电压下的反向电流, 此值越小,二极管的单向导电性越好。
4. 最高工作频率 fm 二极管的 PN 结具有结电容,随着工作频率 的升高结电容充放电的影响将加剧,它将影响 PN 结单向导电特性。
二极管的伏安特性
演示实验:
当二极管的正极接低电位,而 负极接高电位,指示灯不发光,说 明电路中没有电流通过或电流极小。 此时二极管两端施加的电压是反向 电压,二极管处于反向偏置状态, 简称反偏。二极管反偏时,内部呈 现很大的电阻值,几乎没有电流通 过,二极管的这种状态称为反向截 止状态。
演示实验:
当二极管的正极接高电位,而负极接低电 位,指示灯发光。此时二极管两端施加的电 压是正向电压,二极管处于正向偏置状态, 简称正偏。二极管正偏时,当正向电压达到 某一数值时会使二极管导通,电流随电压的 上升迅速增大,二极管内部电阻变得很小, 进入正向导通状态。导通后二极管两端的正 向电压称正向压降。
二极管加正向电压
A
iD
D
C
o
uD
(3 )反向击穿特性
BA段称为反向击穿特性
当二极管外加反向电压大于一定数值时,反向电流 突然剧增,称为二极管反向击穿。
iD (mA)
-200 -100
100 75℃
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ80
20℃
60
40
20
o-10 1
-20 -30 (μA)
2 uD (v)
~
二材极料 管的开伏启电安压特(V性)对导温通度电压很(敏V)感,反温向度饱和升电高流(时μ,A)
载流子的阻力,这一范围成
A
为“死区”相应电压称为死
区电压。只有当正向电压超
过某一数值时,才有明显的
正向电流,亦称开启电压。
CD段,当正向电压大于死区电压后,正向电流近似 以指数规律迅速增长,二极管呈现充分导通状态。
(2 )反向特性
OB段称为反向特性。这时二极
管加反向电压,反向电流很小。
当温度升高时,半导体中本征激发 UBR 增加,是少数载流子增多,故反向 B 电流增大,特性曲线向下降。
10V降在限流电阻R上,此时反向电流I=(30-20)/R=10/R 。若R=10kΩ,I =1mA, R=100Ω,I =100mA,
由此可见,如果选择适当的限流电阻 R,在二极管反向击穿后,能把 电流限制在二极管能承受的范围内,二极管不会损坏。
五、半导体二极管的主要参数
二极管的参数是反映其性能和质量的一些数据。由于 各种二极管具体的功能不同,应用场合不同,因此通常 用一些有代表性的数据来反映二极管的具体特性和使用 中受到的限制,称前者为特性参数,称后者为极限参数 。在实际生产中最主要的是下面几个极限参数: