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二极管伏安特性的特点(二极管具有什么特性)

一、二极管伏安特性分析

1.二极管静态特性

i随着正向电压增大到门槛电压Uto(二极管开启电压),二极管导通。

ii电压Uf为二极管导通时的正向电压降

iii当承受反向电压时,二极管截至,只有微小的少子漂移运动形成的反向漏电流。

iv当反向电压过大,二极管会反向击穿,普通二极管将不可逆损坏。

v稳压二极管则是利用二极管的反向击穿工作。将稳压二极管并联在负载两端二极管反向击穿后,电流虽然在很大范围内变化,但是稳压二极管两端的电压则在很小的范围内变化,起到稳定负载两端电压的作用。

二极管伏安特性的特点(二极管具有什么特性)

2.二极管动态特性

关断过程

i. tF前,二极管由于存在空间电荷区,可以看作有并联一个结电容,二极管开通时,电容两端电压等于二极管两端电压(二极管导通电压)。

ii .tF时,二极管接反向电压,此时二极管并没有马上截止,二极管结电容向二极管放电,空间电荷区开始变宽。此时,二极管继续导通,但是电压降低,电流减小。

iii. t0时,二极管正偏继续导通,t0~t1阶段,虽然电流降到0,但是电容上的正电荷仍然存在,二极管正偏。t0~t1阶段是去除电容上的正电荷,t1时,二极管开始截止。

iv. t1时,二极管截止,t1~t2阶段反向电压对结电容(耗尽层)充电,直到二极管完全承受外部所加的反向电压,进入稳定的反向截止状态。

二极管伏安特性的特点(二极管具有什么特性)

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开通过程

i. 当加正向电压时,开始对电容充电,继续增加电压推动耗尽层变窄,tfr时进入稳定的正向导通状态。此时iF和uF满足二极管的伏安特性。

二极管伏安特性的特点(二极管具有什么特性)

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3.温度对二极管伏安特性的影响

随着温度升高,其正向特性曲线左移,即正向压降减小;反向特性曲线下移,即反向电流增大。

温度升高,本征激发产生的少子浓度增加,导致内电场的电位差降低,所以二极管正向导通电压降低。

二极管伏安特性的特点(二极管具有什么特性)

二、二极管的主要参数

1.最大整流电流IF

IF是二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电流,其值与PN结面积及外部散热条件有关

2.最高反向工作电压UR

UR是二极管工作时允许加的最大反向电压,一般为击穿电压(UBR)的一半。

3.反向电流IR

IR是二极管未击穿时的反向电流,反向电流越好,二极管的单向导电性越好。

4.最高工作频率fM

fM是二极管的上限截止频率,由于结电容的作用,超过此频率,二极管将不能很好地体现单项导电性。

三、二极管的微变等效电路

①求电阻R上的直流电流(找到下图中的Q点)

ID=(V-Uon)/R

②将二极管等效成动态电阻

二极管伏安特性的特点(二极管具有什么特性)

以Q点的切线的斜率来间接求动态电阻

斜率K=di/du=1/(rd)

③通过二极管的交流电流

id=ui/(rd+R)

④通过二极管的电流(DC+AC)

iD=id+ID

相当于用一个DC的电压将坐标轴由原来移动到Q点,从而电压用很小的电压来控制电流的变化。

二极管伏安特性的特点(二极管具有什么特性)

四、稳压二极管

稳压二极管稳压的关键在限流电阻。当U1增大时,由于稳压二极管工作在稳压区,很小的电压上升就会造成很大的电流上升,而电流上升导致R上的压降上升,所以U1上升的压降大部分落到了R上,而D上的压降增加的很少,从而达到稳压的效果。

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