
一、正向特性
當(dāng)給二極管施加正向電壓時(對應(yīng)特性曲線中橫坐標(biāo)正半部分),正向電壓需要超過一定閾值,二極管才會出現(xiàn)明顯的正向電流,這個關(guān)鍵電壓被稱為導(dǎo)通電壓。在室溫條件下,硅制二極管的導(dǎo)通電壓(Vth)大約為0.5伏,而鍺制二極管的導(dǎo)通電壓(Vth)約為0.1伏。當(dāng)電壓超過導(dǎo)通電壓后,二極管進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。隨著流經(jīng)二極管的電流增大到一定程度,二極管兩端的電壓趨于穩(wěn)定。對于硅管,穩(wěn)定電壓通常在0.6至0.8伏之間(一般取0.7伏作為參考值);對于鍺管,穩(wěn)定電壓大約在0.2至0.3伏之間(通常以0.2伏作為典型值)。
二、反向特性
在二極管承受反向電壓的情況下(對應(yīng)特性曲線中橫坐標(biāo)負(fù)半部分),在反向電壓未達(dá)到反向擊穿電壓時,由少數(shù)載流子引起的反向電流非常微弱,而且?guī)缀跖c反向電壓的大小無關(guān),此區(qū)域被稱為截至區(qū)。從二極管的正向與反向特性可以明顯看出,二極管屬于非線性電子器件,并且具有明顯的單向?qū)щ娦浴?/div>
三、完整的二極管伏安特性曲線分析
二極管的完整伏安特性曲線如下圖所示(為方便展示,圖中橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)在正半軸和負(fù)半軸的尺度有所不同)。

詳細(xì)說明如下:

詳細(xì)說明如下:
當(dāng)二極管處于正向偏置狀態(tài)時,若正向電壓(VD)較低,電流幾乎為零。但當(dāng)VD升高到一定閾值(圖中約為0.7伏)后,電流會迅速而急劇地增長,呈現(xiàn)出指數(shù)級上升趨勢(通常達(dá)到毫安級別)。
在反向偏置狀態(tài)下,反向飽和電流(IS)保持在一個很小的數(shù)值(微安級別),且不隨反向偏置電壓變化。然而,當(dāng)反向偏置電壓達(dá)到反向峰值電壓(PIV)時,二極管會發(fā)生反向擊穿現(xiàn)象,反向電流急劇增大。
上述伏安特性曲線可以用數(shù)學(xué)公式來描述,該公式被稱為肖克利方程:


二極管特性曲線
其中,IS表示反向飽和電流,一般需要查閱二極管的數(shù)據(jù)手冊才能得到,其典型值在10的-15次方到10的-13次方安培之間;
VD代表偏置電壓,正向偏置時取正值,反向偏置時取負(fù)值;
n為理想因子,取值范圍在1到2之間,通常取1;
VT是熱電壓,在常溫環(huán)境下大約為26毫伏。
雖然肖克利方程提供了計算二極管電流的理論方法,但在實(shí)際應(yīng)用中,由于實(shí)際測量得到的二極管伏安特性曲線與理論計算值之間存在一定差異,我們通常不直接使用該方程進(jìn)行計算。相反,工程師們更多地依賴二極管數(shù)據(jù)手冊中提供的實(shí)際數(shù)據(jù)和曲線來進(jìn)行設(shè)計和分析。
四、溫度對二極管伏安特性的影響
溫度變化對二極管的伏安特性有顯著影響:
當(dāng)溫度上升時,二極管的正向?qū)ㄩ撝惦妷簳档?,同時反向偏置電流會增大,反向擊穿電壓也會相應(yīng)提高。
相反,當(dāng)溫度下降時,正向?qū)ㄩ撝惦妷簳?,反向偏置電流減小,反向擊穿電壓降低。
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