二极管的伏安特性分析与应用

由于二极管存在半导体体电阻和引线电阻，所以当外加正向电压且流过电流相同的情况下，二极管的端电压大于PN结上的压降。同时，由于二极管表面漏电流的存在，使得外加反向电压时的反向电流增大。

在近似分析时，仍然用PN结的电流方程式（1.1.1）来描述二极管的伏安特性。图1.2.2（a）和（b）分别是硅材料二极管和锗材料二极管的伏安特性曲线，两者在局部细节上还是有些差别的。

1.正向特性

图1.2.2（b）的第①段为正向特性。在正向特性的起始部分，由于正向电压较小，外电场还不足以克服PN结的内电场，因而这时的正向电流几乎为零，二极管呈现出一个大电阻。硅管的开启电压Uth（又称死区电压）约为0.5 V，锗管的Uth约为0.1 V，当正向电压大于Uth时，内电场大为削弱，电流迅速增长，二极管正向导通。二极管导通后，曲线较垂直陡峭，管子呈现的正向电阻很小。通常认为，硅管正向导通压降Uon为0.6～0.8 V，锗管正向导通压降Uon为0.1～0.3 V，见表1.2.1。

图1.2.2　实际二极管的伏安特性曲线

2.反向特性(www.xing528.com)

少数载流子在反向电压作用下很容易通过PN结，形成反向饱和电流。由于少数载流子的数目很少，反向电流很小，如图1.2.2（b）的第②段所示。对比图1.2.2（a）和（b）的反向特性部分，可以看出，一般硅管的反向电流比锗管小得多，见表1.2.1。

表1.2.1　硅（Si）、锗（Ge）二极管参数比较

3.反向击穿特性

当反向电压增加到一定值（UBR）时，反向电流将急剧增加，对应于图1.2.2（b）的第③段，这个现象就称为PN结的反向击穿。发生击穿所需的反向电压UBR称为反向击穿电压，反向击穿电压的大小与PN结制造参数有关。

4.温度对二极管伏安特性的影响

在环境温度升高时，二极管的正向特性曲线将左移，反向特性曲线将下移，如图1.2.3虚线所示。在室温附近，若正向电流不变，则温度每升高1 ℃，正向压降减小2～2.5 mV；温度每升高10 ℃，反向电流IS约增大一倍。可见，二极管的特性对温度很敏感。