二极管伏安特性曲线图解

分享到:

晶体二极管是由PN结构构成的主要元件,因此它具有与PN结相同的特性,即单向导电性。下面将介绍二极管两端电压和通过电流之间的关系,以及二极管的主要参数。下图展示了用于测试二极管伏安特性的原理电路。通过调整可变电阻的大小,可以测量在不同电压下通过二极管的电流值,进而绘制出图2所示的二极管伏安特性曲线。图1中的左侧(a)表示正向特性测量电路图,右侧(b)表示反向特性测量电路图。
 
二极管的性能可以通过其伏安特性来描述。当在二极管两端施加电压U,并测量通过二极管的电流I时,电压与电流之间的关系i=f(u)即为二极管的伏安特性曲线。下图展示了一种典型的二极管伏安特性曲线,该曲线可分为三个部分进行解释。
 
二极管的伏安特性可以用以下表达式表示,其中iD表示通过二极管两端的电流,uD表示二极管两端的电压,UT在常温下取26mv,IS为反向饱和电流。
 
一、正向特性
曲线的右侧表示二极管的正向特性。从图中可以看出,当施加在二极管上的正向电压较小时,正向电流非常小,几乎为零。只有当二极管两端的电压超过某个值Uon时,正向电流才显著增大。这个电压被称为死区电压,它与二极管的材料有关。通常硅二极管的死区电压约为0.5V左右,而锗二极管的死区电压约为0.1V左右。当正向电压超过死区电压后,随着电压的增加,正向电流将迅速增大,形成基本上呈指数曲线的电流与电压关系。从正向特性曲线可以看出,二极管的电流变化很大,但二极管两端的电压基本保持不变。在近似分析计算中,我们将这个电压称为开启电压,它也与二极管的材料有关。一般来说,硅二极管的开启电压约为0.7V左右,而锗二极管的开启电压约为0.2V左右。
 
二、反向特性
曲线的左侧表示二极管的反向特性。从图中可以看出,当施加在二极管上的反向电压时,反向电流非常小,并且不随着反向电压的增加而增大,即达到了饱和状态。这个电流被称为反向饱和电流,用符号IS表示。如果继续增加反向电压,当超过UBR时,反向电流急剧增大,这种现象被称为击穿,UBR被称为反向击穿电压。
 
击穿后的二极管不再具有单向导电性。需要指出的是,发生击穿并不意味着二极管损坏。事实上,一旦发生击穿后,只要控制反向电流的数值,避免过大,就可以防止二极管因过热而损坏。当反向电压降低后,二极管的性能可能恢复正常。
 
三、温度对二极管伏安特性的影响
温度升高会导致曲线的左移,即正向特性向左偏移,反向特性下移。在室温附近,每升高1℃,正向压降减少2-2.5mV;而在室温附近,每升高10℃,反向电流增大一倍。二极管的温度特性如图3所示。

    关键词:罗姆二极管

 

继续阅读
二极管伏安特性曲线图解

晶体二极管是由PN结构构成的主要元件,因此它具有与PN结相同的特性,即单向导电性。下面将介绍二极管两端电压和通过电流之间的关系,以及二极管的主要参数。