二极管的特性曲线

时间:2023-03-11作者:佚名

二极管的单向导电性是二极管的基本特点。二极管还有另外的一些特性,其中有些特性是我们掌握电子电路工作而必须了解的知识。

电子器件的特性可以用几种方法来描述,其一:对应几个不同电压值的电流值进行列表。这些值都将在表中很清楚的表示出来。还有更好的方法就是使用图示的方法,它比数据表格更直观。

用得最为频繁的就是伏-安特性曲线。电压为横轴,电流为纵轴。图8-19表示出了100Ω电阻的伏-安特性曲线,原点是两轴线的交点,在这点,电压和电流的值都是零,即通过电阻的电压值和电流值都是零,由欧姆定律有:

二极管的特性曲线 I=二极管的特性曲线=二极管的特性曲线=0A

在横轴为5V 处,曲线经过的点对应纵轴为50mA,通过观察曲线,很容易的找到相应电压的电流值。例如在10V处电流为100 mA可以用欧姆定律验证:

I=二极管的特性曲线=二极管的特性曲线=0.1A=100mA

在图8-19中,通过反向延长线,我们可以获得反向电压对应的电流值。反向电压表示为VR而VF就表示正向电压。电压为-5V时,通过电阻的电流为-50mA 负号表示加在电阻两端的电压极性是反向的,因此电流也是反向的。正向电流用IF 表示,而反向电流用IR 表示。

电阻的特性曲线是一条直线,因此,它是一个线性器件。对电阻器特性曲线并不是必须的,我们可以通过欧姆定律很容易的得到任何点的数据。

例8-4

图8-19中若电阻值是50Ω,特性曲线是怎样的?

I=二极管的特性曲线=二极管的特性曲线=200mA

曲线将是一条过(0,0),(10,200),(-10,-200)的直线。因此50Ω的电阻对应的曲线的斜率将比100Ω的电阻对应的曲线斜率要大。

二极管比电阻复杂得多,它特性曲线不能通过简单的线性方程得到。

数学上可以用下式近似表达成:二极管的特性曲线当UD ≥100mV时,近似为:二极管的特性曲线

其中IS称反向饱和电流,UD为二极管端电压,T 为绝对温度,,k 是玻尔兹曼常数(8.63×10-5eV/K=1.38×10-23J/K,J为焦耳,式中e电子电荷1.6×10-19库仑),q是电子电荷数。

二极管的特性曲线

通常二极管的电流也写成二极管的特性曲线,其中二极管的特性曲线,称为热电压(Thermal Voltage)单位为伏。室温即T=300K时二极管的特性曲线,这是一个重要的数值,今后会经常用到它。

图8-20给出了典型PN-结型二极管的特性曲线。注意,它并不是线性的,电压为零时,它不导通,直到有零点几伏的电压才能够开始导通,这个电压是用来抵消耗尽区的。通常锗管导通要0.2V ,硅管导通要0.6V。图8-20中也表明二极管加反向电压时的情况,随着反向电压的增大,将有少量的反向电流产生,它是由少数载流子产生的漏电流,通常情况下是很小的。一般IR 轴以μA 作为单位,除非有很大的电压加在二极管两端,否则反向电流就没有什么实际意义了。因此,通常VR轴以10V 或100V作为一个单位。

图8-21比较了硅管和锗管的特性曲线,我们很清楚看到,锗管导通需要比较小的正向电压,这也是它在低压电路时的优点。另外,可以看到,较硅管而言,给定任何电流,它的电压降较小。由于锗是一种较好的导体,所以流过正向电流时有较小的电阻。但是由于硅管的低价格和低漏电流,大多数情况下使用硅管。

图8-21同样也对硅管和锗管在反偏压情况下进行了比较,在合理的VR时,硅管的漏电流非常低,通常小于10-9A,而锗管表现了较大的漏电流,可以达到微安级,但是若超过VR的临界值,硅管的反向电流会有一个迅猛的变化,这就是反向击穿电压点。也被称为雪崩电压。当载流子被加速并获得足够的能量与价电子碰撞,并使他们释放,使得载流子产生“雪崩”。引起反向电流极大的增加。

二极管的特性曲线硅管的雪崩电压为50V-1000V,取决于制造工艺。如果反向电流在击穿电压下得不到限制,二极管就会毁坏。通过使用一个可承受安全电压的二极管。可以避免产生雪崩。

图8-22给出了利用二极管的V-A特性曲线观察温度对二极管的影响。温度用℃表示,电路正常工作的温度范围可以是-50℃到100℃。在底端水银会凝固,而高端即沸水的温度。军用的电路温度范围是-65℃到125℃。由于这个温度范围很大,因此在材料的选择、产品的制作过程和测试都必须格外小心。故军用级的器件比一般的工业和商业产品要贵得多。

通过观察8-22的曲线,我们可以得出结论,提高温度,硅的导电性变好。由于随着温度的增加,正向压降会减小,它的阻抗也会因此而减小。这一点与硅的负温度效应相吻合。

二极管的特性曲线

相关阅读

手把手教你计算给排水、暖通、电气工程安装工程量

给排水工程(给水、排水) 一、给水部分: 1、先数给水入口处及室内的给水器具(如阀门、水表等),根据管径不同分开统计。 2、算量时先算干管,再算立管,最后算支管;根据管...
2023-06-11

步进电机失步的检测步骤

如果你确认机床的步进电机 是否失步,可以按以下方法进行检测。 先解释一下失步这个词。一般的步进电机都是三相六拍、五相十拍这两种。大家是否注意到了,三相六拍的控制器有...
2023-03-21

没有电路图怎么维修电气控制电路呢?且看老电工经验分享

在电气控制电路的维修世界里,电路图往往被视为解决问题的钥匙,但实际上,即便没有这张“地图”,经验丰富的维修电工也能凭借一系列巧妙的方法与技巧,精准定位并修复故障...
2024-09-13
没有电路图怎么维修电气控制电路呢?且看老电工经验分享

MOS管如何控制电源的开关?

摘要:前两天同学做了一个电路,功能就是用MOS管来控制一个电源的开关,但是做出来后发现不能用控制MOS管的开关,MOS管一直处于导通状态。一起来看看到底是什么原因? MOS管如何控...
2023-06-06
MOS管如何控制电源的开关?

PLC 的编程语言,打基础!其实它并不难,建议收藏慢慢看

PLC是专为工业控制而开发的装置,其主要使用者是工厂广大电气技术人员,为了适应他们的传统习惯和掌握能力,通常PLC不采用微机的编程语言,而常常采用面向控制过程、面向问题的...
2023-06-13
PLC 的编程语言,打基础!其实它并不难,建议收藏慢慢看

热销商品

FEITA 镊子碳纤维合成塑料防静电无尘净化塑胶手动工具镊子93302

FEITA镊子93302采用高强度碳纤维合成塑料材质,兼具轻量化与耐用性,适用于精密操作场景。其独特的防静电设计有效避免静电对电子元件的损害,广泛应用于半导体、光学、...
1.2

江南国标rvv铜芯电缆软线3 4多芯平方rvvp护套信号屏蔽线线缆电线

江南国标rvv铜芯电缆软线34多芯平方rvvp护套信号屏蔽线线缆电线,是一种高性能的电缆产品,适用于各种信号传输和控制场合。该电缆采用优质铜芯,具有优良的导电性能和...
1.96

内六角扳手套装单个内六方螺丝刀进口S2款加长特长平头内6角2.5mm

这款进口S2材质内六角扳手套装,专为精密机械维修与装配设计,采用高品质S2合金钢制造,具备卓越的硬度、耐磨性与抗扭强度,有效防止使用过程中断裂或变形。套装中包含2....
1.4

橡胶条U型防撞包边条橡胶卡条玻璃嵌条配电箱机柜u型条密封条封王

橡胶条U型防撞包边条是一种多功能密封与防护配件,广泛应用于配电箱、机柜、玻璃门窗及各类设备边缘。采用优质橡胶材质,具备优异的弹性、耐老化、防水防尘和抗冲击...
0.8

10副装护目镜打磨劳保防飞溅男女骑行机械实验防风沙灰尘防护眼镜

这款10副装护目镜专为多场景防护设计,适用于打磨、机械加工、实验操作、骑行及户外作业等环境。采用高透光防雾镜片,有效抵御飞溅物、风沙、灰尘及化学液体喷溅,保障...
19.8

网站栏目