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二極管有什么特性


正向性
外加正向電壓時(shí),在正向特性的起始部分,正向電壓很小,不足以克服PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)的阻擋作用,正向電流幾乎為零,這一段稱為死區(qū)。這個(gè)不能使二極管導(dǎo)通的正向電壓稱為死區(qū)電壓。當(dāng)正向電壓大于死區(qū)電壓以后,PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)被克服,二極管正向?qū)ǎ娏麟S電壓增大而迅速上升。在正常使用的電流范圍內(nèi),導(dǎo)通時(shí)二極管的端電壓幾乎維持不變,這個(gè)電壓稱為二極管的正向電壓。當(dāng)二極管兩端的正向電壓超過一定數(shù)值,內(nèi)電場(chǎng)很快被削弱,特性電流迅速增長(zhǎng),二極管正向?qū)ā?br /> 叫做門坎電壓或閾值電壓,硅管約為0.5V,鍺管約為0.1V。硅二極管的正向?qū)▔航导s為0.6~0.8V,鍺二極管的正向?qū)▔航导s為0.2~0.3V。
反向性
外加反向電壓不超過一定范圍時(shí),通過二極管的電流是少數(shù)載流子漂移運(yùn)動(dòng)所形成反向電流。由于反向電流很小,二極管處于截止?fàn)顟B(tài)。這個(gè)反向電流又稱為反向飽和電流或漏電流,二極管的反向飽和電流受溫度影響很大。一般硅管的反向電流比鍺管小得多,小功率硅管的反向飽和電流在nA數(shù)量級(jí),小功率鍺管在μA數(shù)量級(jí)。溫度升高時(shí),半導(dǎo)體受熱激發(fā),少數(shù)載流子數(shù)目增加,反向飽和電流也隨之增加。
擊穿
外加反向電壓超過某一數(shù)值時(shí),反向電流會(huì)突然增大,這種現(xiàn)象稱為電擊穿。引起電擊穿的臨界電壓稱為二極管反向擊穿電壓。電擊穿時(shí)二極管失去單向?qū)щ娦?。如果二極管沒有因電擊穿而引起過熱,則單向?qū)щ娦圆灰欢〞?huì)被永久破壞,在撤除外加電壓后,其性能仍可恢復(fù),否則二極管就損壞了。因而使用時(shí)應(yīng)避免二極管外加的反向電壓過高。
二極管是一種具有單向?qū)щ姷亩似骷?,有電子二極管和晶體二極管之分,電子二極管因?yàn)闊艚z的熱損耗,效率比晶體二極管低,所以現(xiàn)已很少見到,比較常見和常用的多是晶體二極管。二極管的單向?qū)щ娞匦?,幾乎在所有的電子電路中,都要用到半?dǎo)體二極管,它在許多的電路中起著重要的作用,它是誕生最早的半導(dǎo)體器件之一,其應(yīng)用也非常廣泛。
二極管的管壓降:硅二極管(不發(fā)光類型)正向管壓降0.7V,鍺管正向管壓降為0.3V,發(fā)光二極管正向管壓降會(huì)隨不同發(fā)光顏色而不同。主要有三種顏色,具體壓降參考值如下:紅色發(fā)光二極管的壓降為2.0--2.2V,黃色發(fā)光二極管的壓降為1.8—2.0V,綠色發(fā)光二極管的壓降為3.0—3.2V,正常發(fā)光時(shí)的額定電流約為20mA。
二極管的電壓與電流不是線性關(guān)系,所以在將不同的二極管并聯(lián)的時(shí)候要接相適應(yīng)的電阻。
特性曲線
與PN結(jié)一樣,二極管具有單向?qū)щ娦浴9瓒O管典型伏安
特性曲線(圖)。在二極管加有正向電壓,當(dāng)電壓值較小時(shí),電流極??;當(dāng)電壓超過0.6V時(shí),電流開始按指數(shù)規(guī)律增大,通常稱此為二極管的開啟電壓;當(dāng)電壓達(dá)到約0.7V時(shí),二極管處于完全導(dǎo)通狀態(tài),通常稱此電壓為二極管的導(dǎo)通電壓,用符號(hào)UD表示。
對(duì)于鍺二極管,開啟電壓為0.2V,導(dǎo)通電壓UD約為0.3V。在二極管加有反向電壓,當(dāng)電壓值較小時(shí),電流極小,其電流值為反向飽和電流IS。當(dāng)反向電壓超過某個(gè)值時(shí),電流開始急劇增大,稱之為反向擊穿,稱此電壓為二極管的反向擊穿電壓,用符號(hào)UBR表示。不同型號(hào)的二極管的擊穿電壓UBR值差別很大,從幾十伏到幾千伏。
反向擊穿
齊納擊穿
反向擊穿按機(jī)理分為齊納擊穿和雪崩擊穿兩種情況。在高摻雜濃度的情況下,因勢(shì)壘區(qū)寬度很小,反向電壓較大時(shí),破壞了勢(shì)壘區(qū)內(nèi)共價(jià)鍵結(jié)構(gòu),使價(jià)電子脫離共價(jià)鍵束縛,產(chǎn)生電子-空穴對(duì),致使電流急劇增大,這種擊穿稱為齊納擊穿。如果摻雜濃度較低,勢(shì)壘區(qū)寬度較寬,不容易產(chǎn)生齊納擊穿。
雪崩擊穿
另一種擊穿為雪崩擊穿。當(dāng)反向電壓增加到較大數(shù)值時(shí),外加電場(chǎng)使電子漂移速度加快,從而與共價(jià)鍵中的價(jià)電子相碰撞,把價(jià)電子撞出共價(jià)鍵,產(chǎn)生新的電子-空穴對(duì)。新產(chǎn)生的電子-空穴被電場(chǎng)加速后又撞出其它價(jià)電子,載流子雪崩式地增加,致使電流急劇增加,這種擊穿稱為雪崩擊穿。無論哪種擊穿,若對(duì)其電流不加限制,都可能造成PN結(jié)永久性損壞。
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