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二極管的伏安特性曲線圖解 -鉅興小知識
2019.10.03

二極管的性能可用其伏安特性來描述 —— 在二極管兩端加電壓U,然后測出流過二極管的電流I,電壓與電流之間的關系i=f(u)即是二極管的伏安特性曲線,如圖1所示。

圖1:二極管伏安特性曲線

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伏安特性表達式

二極管的伏安特性表達式可以表示為下式:

其中iD為流過二極管兩端的電流,uD為二極管兩端的加壓,uT在常溫下取26mv,IS為反向飽和電流。

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正向特性

伏安特性曲線的右半部分稱為正向特性,由圖1可見,當加二極管上的正向電壓較小時,正向電流小,幾乎等于零。只有當二極管兩端電壓超過某一數值Uon時,正向電流才明顯增大。將Uon稱為死區電壓。死區電壓與二極管的材料有關。一般硅二極管的死區電壓為0.5V左右,鍺二極管的死區電壓為0.1V左右。

當正向電壓超過死區電壓后,隨著電壓的升高,正向電流將迅速增大,電流與電壓的關系基本上是一條指數曲線。由正向特性曲線可見,流過二極管的電流有較大的變化,二極管兩端的電壓卻基本保持不變。通過在近似分析計算中,將這個電壓稱為開啟電壓。開啟電壓與二極管的材料有關。一般硅二極管的死區電壓為0.7V左右,鍺二極管的死區電壓為0.2V左右。

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反向特性

伏安特性曲線的左半部分稱為反向特性,由圖1可見,當二極管加反向電壓,反向電流很小,而且反向電流不再隨著反向電壓而增大,即達到了飽和,這個電流稱為反向飽和電流,用符號IS表示。

如果反向電壓繼續升高,當超過UBR以后,反向電流急劇增大,這種現象稱為擊穿,UBR稱為反向擊穿電壓。

擊穿后不再具有單向導電性。應當指出,發生反向擊穿不意味著二極管損壞。實際上,當反向擊穿后,只要注意控制反向電流的數值,不使其過大,即可避免因過熱而燒壞二極管。當反向電壓降低后,二極管性能仍可能恢復正常。

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溫度對二極管伏安特性的影響

圖2:二極管的溫度特性

溫度升高,正向特性左移,反向特性下移;室溫附近,溫度每升高1℃;正向壓降減少2-2.5mV;室溫附近,溫度每升高10℃,反向電流增大一倍。二極管的溫度特性如圖2所示。

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