📜  二极管特性

📅  最后修改于: 2020-11-22 17:38:12             🧑  作者: Mango


正向偏置和反向偏置操作有多种电流标度。曲线的前部表示当P区域为正而N区域为负时,二极管简单地导通。

二极管在高电阻方向上几乎不传导电流,即当P区域为负而N区域为正时。现在,空穴和电子从结处排出,导致势垒电位增加。该条件由曲线的反向电流部分指示。

曲线的虚线部分表示理想曲线,如果不进行雪崩击穿,将产生该理想曲线。下图显示了结型二极管的静态特性。

静态特性

二极管IV特性

通常在单个特性曲线上比较二极管的正向和反向电流电压(IV)特性。在“正向特性”部分下描绘的图显示,正向电压和反向电压通常绘制在图形的水平线上。

正向和反向电流值显示在图表的垂直轴上。正向电压表示在右侧,反向电压表示在左侧。起始点或零值在图的中心。正向电流在水平轴上方延伸,而反向电流向下延伸。

组合的正向电压和正向电流值位于图表的右上方,反向电压和反向电流位于左下角。通常使用不同的比例来显示正向和反向值。

前向特征

当二极管正向偏置时,它会沿正向传导电流(IF)。 IF的值直接取决于正向电压的大小。正向电压和正向电流之间的关系称为二极管的安培伏特或IV特性。下图显示了典型的二极管正向IV特性。

前向特征

以下是观察结果-

  • 正向电压是跨二极管测量的,正向电流是通过二极管的电流的量度。

  • 当二极管两端的正向电压等于0V时,正向电流(IF)等于0 mA。

  • 当值从图形的起点(0)开始时,如果VF以0.1V的步长逐渐增加,则IF开始上升。

  • 当VF的值足够大以克服PN结的势垒电势时,IF会显着增加。发生这种情况的点通常称为拐点电压V K。对于锗二极管, V K约为0.3 V,而对于硅为0.7V。

  • 如果IF的值大大超过V K ,则正向电流会变得很大。

此操作会导致结处产生过多的热量,并可能损坏二极管。为了避免这种情况,保护电阻与二极管串联连接。该电阻将正向电流限制为最大额定值。通常,当二极管正向工作时,会使用限流电阻。

反向特性

当二极管反向偏置时,它会传导通常很小的反向电流。上图中显示了典型的二极管反向IV特性。

该图中的垂直反向电流线具有以微安为单位的电流值。参与反向电流传导的少数载流子的数量非常小。通常,这意味着反向电流在大部分反向电压上保持恒定。当二极管的反向电压从一开始就增加时,反向电流会有很小的变化。在击穿电压(VBR)点,电流迅速增加。此时二极管两端的电压保持合理恒定。

这种恒定电压特性导致在反向偏置条件下二极管的大量应用。负责反向偏置二极管中电流传导的过程称为雪崩击穿齐纳击穿

二极管规格

像任何其他选择一样,必须考虑为特定应用选择二极管。制造商通常会提供此类信息。规格,例如最大电压和电流额定值,通常的工作条件,机械情况,引线标识,安装步骤等。

以下是一些重要的规格-

  • 最大正向电流(IFM) -可以通过二极管的绝对最大重复正向电流。

  • 最大反向电压(VRM) -可以施加到二极管的绝对最大或峰值反向偏置电压。

  • 反向击穿电压(VBR) -发生击穿时的最小稳态反向电压。

  • 最大正向浪涌电流(IFM-surge) -短时间间隔内可容许的最大电流。该当前值远大于IFM。

  • 最大反向电流(IR) -器件工作温度下可容许的绝对最大反向电流。

  • 正向电压(VF) -在器件工作温度下,给定正向电流的最大正向压降。

  • 功耗(PD) -设备在25°C的自由空气中可以连续安全吸收的最大功率。

  • 反向恢复时间(Trr) -设备从打开状态切换到关闭状态所需的最长时间。

重要条款

  • 击穿电压-这是最小反向偏置电压,在该最小反向偏置电压下,PN结随着反向电流的突然升高而击穿。

  • 拐点电压-这是通过结点的电流开始迅速增加时的正向电压。

  • 峰值反向电压-它是可以施加到PN结而不损坏它的最大反向电压。

  • 最大正向额定值-这是PN结可以通过而不会损坏的最大瞬时正向电流。

  • 最大额定功率-它是可以从结点耗散而不会损坏结点的最大功率。