二極管的特性曲線

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯二極管的特性曲線 二極管的單向?qū)щ娦允嵌O管的基本特點。二極管還有另外的一些特性，其中有些特性是我們把握電子電路工作而必需了解的學(xué)問。 電子器件的特性可以用幾種方法來描述，其一：對應(yīng)幾個不同電壓值的電流值進行列表。這些值都將在表中很清晰的表示出來。還有更好的方法就是使用圖示的方法，它比數(shù)據(jù)表格更直觀。 用得最為頻繁的就是伏-安特性曲線。電壓為橫軸，電流為縱軸。圖8-19表示出了100電阻的伏-安特性曲線，原點是兩軸線的交點，在這點，電壓和電流的值都是零，即通過電阻的電壓值和電流值都是零，由歐姆定律有： I=0A 在橫軸為5V 處，曲線經(jīng)過的點對應(yīng)縱軸為50m

2、A，通過觀看曲線，很簡單的找到相應(yīng)電壓的電流值。例如在10V處電流為100 mA可以用歐姆定律驗證： I=0.1A=100mA 在圖8-19中，通過反向延長線，我們可以獲得反向電壓對應(yīng)的電流值。反向電壓表示為VR而VF就表示正向電壓。電壓為-5V時，通過電阻的電流為-50mA 負號表示加在電阻兩端的電壓極性是反向的，因此電流也是反向的。正向電流用IF 表示，而反向電流用IR 表示。 電阻的特性曲線是一條直線，因此，它是一個線性器件。對電阻器特性曲線并不是必需的，我們可以通過歐姆定律很簡單的得到任何點的數(shù)據(jù)。 例8-4 圖8-19中若電阻值是50，特性曲線是怎樣的？ I=200mA 曲線將是一條

3、過（0，0），（10，200），（-10，-200）的直線。因此50的電阻對應(yīng)的曲線的斜率將比100的電阻對應(yīng)的曲線斜率要大。 二極管比電阻簡單得多，它特性曲線不能通過簡潔的線性方程得到。 數(shù)學(xué)上可以用下式近似表達成：當(dāng)UD 100mV時，近似為： 其中IS稱反向飽和電流，UD為二極管端電壓，T 為肯定溫度,，k 是玻爾茲曼常數(shù)（8.63×10-5eV/K=1.38×10-23J/K,J為焦耳，式中e電子電荷1.6×1019庫侖），q是電子電荷數(shù)。 通常二極管的電流也寫成，其中，稱為熱電壓（Thermal Voltage）單位為伏。室溫即T=300K時，這是一個重

4、要的數(shù)值，今后會常常用到它。 圖8-20給出了典型PN-結(jié)型二極管的特性曲線。留意，它并不是線性的，電壓為零時，它不導(dǎo)通，直到有零點幾伏的電壓才能夠開頭導(dǎo)通，這個電壓是用來抵消耗盡區(qū)的。通常鍺管導(dǎo)通要0.2V ，硅管導(dǎo)通要0.6V。圖8-20中也表明二極管加反向電壓時的狀況，隨著反向電壓的增大，將有少量的反向電流產(chǎn)生，它是由少數(shù)載流子產(chǎn)生的漏電流，通常狀況下是很小的。一般IR 軸以A 作為單位，除非有很大的電壓加在二極管兩端，否則反向電流就沒有什么實際意義了。因此，通常VR軸以10V 或100V作為一個單位。 圖8-21比較了硅管和鍺管的特性曲線，我們很清晰看到，鍺管導(dǎo)通需要比較小的正向電壓，

5、這也是它在低壓電路時的優(yōu)點。另外，可以看到，較硅管而言，給定任何電流，它的電壓降較小。由于鍺是一種較好的導(dǎo)體，所以流過正向電流時有較小的電阻。但是由于硅管的低價格和低漏電流，大多數(shù)狀況下使用硅管。 圖8-21同樣也對硅管和鍺管在反偏壓狀況下進行了比較，在合理的VR時，硅管的漏電流特別低，通常小于109A，而鍺管表現(xiàn)了較大的漏電流，可以達到微安級，但是若超過VR的臨界值，硅管的反向電流會有一個迅猛的變化，這就是反向擊穿電壓點。也被稱為雪崩電壓。當(dāng)載流子被加速并獲得足夠的能量與價電子碰撞，并使他們釋放，使得載流子產(chǎn)生“雪崩”。引起反向電流極大的增加。 硅管的雪崩電壓為50V-1000V，取決于制造工藝。假如反向電流在擊穿電壓下得不到限制，二極管就會毀壞。通過使用一個可承受平安電壓的二極管。可以避開產(chǎn)生雪崩。 圖8-22給出了利用二極管的V-A特性曲線觀看溫度對二極管的影響。溫度用表示，電路正常工作的溫度范圍可以是-50到100。在底端水銀會凝固，而高端即沸水的溫度。軍用的電路溫度范圍是-65到125。由于這個溫度范圍很大，因此在材料的選擇、產(chǎn)品的制作過程和測試都必需非常當(dāng)心。故軍用級的器件比一般的工業(yè)和商業(yè)產(chǎn)品要貴得多。 通