二极管具有什么特性

08-02 14:47:17   编辑:汽修君

二极管的特性介绍

1.二极管的单向导电特性

二极管由PN结构成,二极管的导电特性决定于PN结的特性,下面分两种情况讨论。

(1)二极管外加正向电压的导电情况

二极管外加正向电压也叫正向偏置电压,电路如图1-17(a)所示,外加电压实际加到二极管内部的PN结上,等效为如图1-17(b)所示。从图1-17(b)中可看出,PN结上由E形成外加电场与内部电场方向相反。

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图1-17 二极管加正向电压的导电情况

在外电场作用下,电源正极便输出正电荷经P区与PN结中的负电荷复合,同时电源负极的负电荷经N区也与PN结中的正电荷复合,于是使空间电荷区的阻挡层逐渐变窄,直至最后消失。这样,二极管便能导通电流。其电流回路为:E+→I→P区→空间电荷区二极管具有什么特性→空间电荷区二极管具有什么特性此时,可认为空间电荷区(阻挡层)已消失,即没有阻挡层。→N区→R→E−。

(2)二极管外加反向电压的导电情况

二极管外加反向电压的电路如图1-18(a)所示,它等效为图1-18(b)中PN结加上反向电压。这时,PN结上由E形成外加电场与内部电场方向相同。

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图1-18 二极管加反向电压的导电情况

在外电场作用下,电源负极输出的负电荷将与P区正电荷复合掉,同时电源正极输出的正电荷将与N区负电荷复合掉,于是使PN结中空间电荷区的阻挡层变宽,阻止电流通过。

综上所述,二极管加正偏置电压时能够导通电流,加反向电压时难以导通电流。这表明二极管具有单向导电特性。

2.二极管的伏安特性曲线

二极管特性包括正向特性和反向特性两个方面,可通过一条曲线来综述。

(1)描绘二极管的特性曲线

把2CZ52D型二极管VD、电阻R、可调电阻RP、电压表Ⓥ及电流表◯mA按如图1-19(a)所示连接起来。电池E便对2CZ52D型二极管加上了正向偏置电压。

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图1-19 2CZ52D的伏安特性曲线

当将RP的触点向左端调动时,分别从Ⓥ、二极管具有什么特性上可看出,二极管加的正偏置电压变高,导通正向电流变大;当将RP的触点向右端调动时,二极管加的电压变低,导通电流变小。

当电压低于0.75V时,导通电流为0mA;当电压为1.2V时,电流为30mA;电压为1.5V时,电流为60mA,……。若以这些正向电压和正向电流的对应数据作为坐标点描画在如图1-19(c)所示的IU 坐标中,就成为图中的C(0.75,0)、B(1.2,30)、A(1.5,60)点。如果将A、B、C……点连成一条曲线,就是2CZ52D型二极管的正向特性曲线。

再按如图1-19(b)所示连接电路,给二极管加反向电压。当调RP使反向电压从0→200V逐渐增大时,流过VD的反向电流几乎为0。继续调高反向电压达到200V时,反向电流开始明显增大。

当反向电压为210V时,反向电流为2.5μA;当反向电压为220V时,反向电流为5μA;当反向电压为235V时,反向电流为10μA;……。以这些反向电压和反向电流的对应数据作为坐标点描画在如图1-19(c)所示的IU坐标中,就成为图中的D(-210,-2.5)、E(-220,-5)、F(-235,-10)点。若将D、E、F……点连成一条曲线,就是2CZ52D型二极管的反向特性曲线。

(2)二极管特性曲线的意义

图1-19(c)中A、B、C、D、E、F……点连成的整条曲线,称为二极管的特性曲线,它完整地描述了2CZ52D型二极管的以下特性。

❶ 从图1-19(c)中特性曲线看,当正向电压从0→0.75V增大时,二极管基本没有电流通过,称为截止。只有正向电压达到或大于0.7V时,二极管才开始导通电流,它揭示了外加电压必须克服PN结的内电场才能导通正向电流。常把二极管开始导通正向电流时所加的电压叫做导通电压。2CZ52D型二极管的导通电压是0.75V。

不同种类二极管的导通电压不同。硅二极管的导通电压为0.6~0.8V,锗二极管的导通电压为0.2~0.3V。

❷ 从特性曲线还可看出,二极管正向电压较高时,正向电流大些;正向电压较低时,正向电流就小些。二极管在实际应用中导通电流与串联负载电阻有关。

❸ 从特性曲线看,外加反向电压从0 增大到200V时,二极管中基本没有反向电流通过,这时二极管处于截止状态。

❹ 反向电压大于200V时,二极管开始导通反向电流且明显增大,这个电流称为二极管的反向电流,是衡量二极管质量的一项重要指标参数。

❺ 从完整特性曲线看,二极管正向电压达到导通电压时,二极管才导通电流。加反向电压时,一般认为二极管不导通电流。二极管实际是应用单向导电性,因此,一般不加很高反向电压,以保证二极管不导通反向电流,也要求反向电流越小越好。

二极管种类较多,不同型号二极管的特性曲线各不相同。图1-19(c)中曲线表明2CZ52D型二极管特性为:导通电压是0.75V;不能在反向电压大于200V的条件下使用。

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