怎样分析二极管的伏安特性曲线

Question

如题所述

Answer 1

半导体二极管的核心是pn结，它的特性就是pn结的特性——单向导电性。用实验的方法，在二极管的阳极和阴极两端加上不同极性和不同数值的电压，同时测量流过二极管的电流值，就可得到二极管的伏一安特性曲线。该曲线是非线性的，如图1-13所示。正向特性和反向特性的特点如下。

1．正向特性

当正向电压很低时，正向电流几乎为零，p89lpc954fbd这是因为外加电压的电场还不能克服pn结内部的内电场，内电场阻挡了多数载流子的扩散运动，此时二极管呈现高电阻值，基本上还是处于截止的状态。如图1 - 13所示，正向电压超过二极管开启电压uon（又称为死区电压）时，电流增长较快，二极管处于导通状态。开启电压与二极管的材料和工作温度有关，通常硅管的开启电压为uon=0.5v(a点)，锗管为uon=0.1 v(a'点)。二极管导通后，二极管两端的导通压降很低，硅管为0. 6～0.7 v，锗管为0.2～0.3 v如图1-13中b、b'点。

2．反向特性

在分析pn结加上反向电压时，已知少数载流子的漂移运动形成反向电流。因少数载子数量少，且在一定温度下数量基本维持不变，因此，厦向电压在一定范围内增大时，反向电流极微小且基本保持不变，等于反向饱和电流is。

当反向电压增大到ubr时，外电场能把原子核外层的电子强制拉出来，使半导体内载流子的数目急剧增加，反向电流突然增大，二极管呈现反向击穿的现象如图1-13中d、d'点。二极管被反向击穿后，就失去了单向导电性。二极管反向击穿又分为电击穿和热击穿，利用电击穿可制成稳压管，而热击穿将引起电路故障，使用时一定要注意避免二极管发生反向热击穿的现象。

二极管的特性对温度很敏感。实验表明，当温度升高时，二极管的正向特性曲线将向纵轴移动，开启电压及导通压降都有所减小，反向饱和电流将增大，反向击穿电压也将减小。

Answer 2

二极管的性能可用其伏安特性来描述。在二极管两端加电压U，然后测出流过二极管的电流I，电压与电流之间的关系i=f(u)即是二极管的伏安特性曲线，如图所示。
二极管伏安特性曲线如图
二极管的伏安特性表达式可以表示为式
iD=IS*(e^uD/UT-1)
其中iD为流过二极管两端的电流，uD为二极管两端的加压，UT在常温下取26mv。IS为反向饱和电流。
1、正向特性
特性曲线1的右半部分称为正向特性，由图可见，当加二极管上的正向电压较小时，正向电流小，几乎等于零。只有当二极管两端电压超过某一数值Uon时，正向电流才明显增大。将Uon称为死区电压。死区电压与二极管的材料有关。一般硅二极管的死区电压为0.5V左右，锗二极管的死区电压为0.1V左右。
当正向电压超过死区电压后，随着电压的升高，正向电流将迅速增大，电流与电压的关系基本上是一条指数曲线。由正向特性曲线可见，流过二极管的电流有较大的变化，二极管两端的电压却基本保持不变。通过在近似分析计算中，将这个电压称为开启电压。开启电压与二极管的材料有关。一般硅二极管的死区电压为0.7V左右，锗二极管的死区电压为0.2V左右。
2、反向特性
特性曲线1的左半部分称为反向特性，由图可见，当二极管加反向电压，反向电流很小，而且反向电流不再随着反向电压而增大，即达到了饱和，这个电流称为反向饱和电流，用符号IS表示。
如果反向电压继续升高，当超过UBR以后，反向电流急剧增大，这种现象称为击穿，UBR称为反向击穿电压。