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(diǎn)。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(wèn)。 電子器件的特性可以用幾種方法來(lái)描述，其一：對(duì)應(yīng)幾個(gè)不同電壓值的電流值進(jìn)行列表。這些值都將在表中很清晰的表示出來(lái)。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(diǎn)是兩軸線的交點(diǎn)，在這點(diǎn)，電壓和電流的值都是零，即通過(guò)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(guò)的點(diǎn)對(duì)應(yīng)縱軸為50m

2、A，通過(guò)觀看曲線，很簡(jiǎn)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(yàn)證： I=0.1A=100mA 在圖8-19中，通過(guò)反向延長(zhǎng)線，我們可以獲得反向電壓對(duì)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(shí)，通過(guò)電阻的電流為-50mA 負(fù)號(hào)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(gè)線性器件。對(duì)電阻器特性曲線并不是必需的，我們可以通過(guò)歐姆定律很簡(jiǎn)單的得到任何點(diǎn)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(guò)（0，0），（10，200），（-10，-200）的直線。因此50的電阻對(duì)應(yīng)的曲線的斜率將比100的電阻對(duì)應(yīng)的曲線斜率要大。 二極管比電阻簡(jiǎn)單得多，它特性曲線不能通過(guò)簡(jiǎn)潔的線性方程得到。 數(shù)學(xué)上可以用下式近似表達(dá)成：當(dāng)UD 100mV時(shí)，近似為： 其中IS稱(chēng)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(kù)侖），q是電子電荷數(shù)。 通常二極管的電流也寫(xiě)成，其中，稱(chēng)為熱電壓（Thermal Voltage）單位為伏。室溫即T=300K時(shí)，這是一個(gè)重

4、要的數(shù)值，今后會(huì)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(shí)，它不導(dǎo)通，直到有零點(diǎn)幾伏的電壓才能夠開(kāi)頭導(dǎo)通，這個(gè)電壓是用來(lái)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(shí)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(méi)有什么實(shí)際意義了。因此，通常VR軸以10V 或100V作為一個(gè)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(shí)的優(yōu)點(diǎn)。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(guò)正向電流時(shí)有較小的電阻。但是由于硅管的低價(jià)格和低漏電流，大多數(shù)狀況下使用硅管。 圖8-21同樣也對(duì)硅管和鍺管在反偏壓狀況下進(jìn)行了比較，在合理的VR時(shí)，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(dá)到微安級(jí)，但是若超過(guò)VR的臨界值，硅管的反向電流會(huì)有一個(gè)迅猛的變化，這就是反向擊穿電壓點(diǎn)。也被稱(chēng)為雪崩電壓。當(dāng)載流子被加速并獲得足夠的能量與價(jià)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(huì)毀壞。通過(guò)使用一個(gè)可承受平安電壓的二極管?？梢员荛_(kāi)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(duì)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(huì)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(gè)溫度范圍很大，因此在材料的選擇、產(chǎn)品的制作過(guò)程和測(cè)試都必需非常當(dāng)心。故軍用級(jí)的器件比一般的工業(yè)和商業(yè)產(chǎn)品要貴得多。 通