二极管的伏安特性和主要参数分析

1.二极管的伏安特性

二极管两端的电压U及流过二极管的电流I之间的关系称为二极管的伏安特性关系。这里通过实验数据来说明二极管的伏安特性。表1.4和表1.5分别给出了二极管2CP31加正向电压和反向电压时的电压电流关系。

表1.4　二极管2CP31加正向电压的实验数据

表1.5　二极管2CP31加反向电压的实验数据

将上述实验数据绘成的曲线如图1.15所示，即二极管的伏安特性曲线。

（1）正向特性

二极管加正向电压时的伏安特性称为二极管的正向特性。当二极管所加正向电压比较小时（0＜U＜Uth），二极管处于截止状态，流过的电流约为0，此区域称为死区，Uth称为死区电压或开启电压。硅二极管的Uth约为0.5V，锗二极管的Uth约为0.1V。

当二极管所加正向电压大于死区电压时，正向电流缓慢增加；当电压增大到一定数值，电流会随电压的增大而急剧上升，这时二极管呈现的电阻很小，可认为二极管处于正向导通状态，此时的电压称为导通电压，硅二极管的正向导通电压约为0.7V，锗二极管的正向导通电压约为0.3V。

二极管导通后，电流通过二极管会产生一个压降，称为二极管的正向导通压降，它在数值上约等于正向导通电压。

（2）反向截止特性

二极管外加反向电压时的伏安特性称为二极管的反向特性。由图1.15所示可见，二极管在相当宽的反向电压范围内，其反向电流很小且几乎不变，称此电流值为二极管的反向饱和电流IS。这时二极管呈现的电阻很大，可以认为管子处于截止状态。

（3）反向击穿特性(www.xing528.com)

当反向电压的值增大到UBR后，反向电流会急剧增大，称此现象为反向击穿，UBR称为反向击穿电压。一般的二极管不允许工作在反向击穿区，但可以利用二极管的反向击穿特性做成稳压二极管。

2.二极管的温度特性

作为一种半导体器件，二极管对温度非常敏感。随温度升高，PN结中的载流子数目增多，二极管的正向压降会减小，正向伏安特性左移；同时反向饱和电流会增大，反向伏安特性下移，如图1.16所示。

图1.15　二极管的伏安特性曲线

图1.16　二极管的温度特性

3.二极管的主要参数

（1）最大整流电流IM

最大整流电流是指二极管连续工作时，允许通过二极管的最大正向电流的平均值。当电流流经二极管时，会引起管子发热，温度上升，如果电流太大，温度超过允许限度（硅管为140℃左右，锗管为90℃左右）时，会烧坏管子。通常点接触型二极管的最大整流电流在几十毫安以下；面接触型二极管的最大整流电流较大，如2CP10型硅二极管的最大整流电流为100mA。

（2）最高反向工作电压URM

最高反向工作电压是指二极管在正常工作时能承受的反向电压最大值，二极管的最高反向工作电压一般为反向击穿电压（UBR）的一半。通常过电压（过高的电压）比过电流更容易导致二极管的损坏，故应用中一定要保证所加反向电压不超过URM。

（3）反向饱和电流IS

反向饱和电流是指二极管在反向电压下的电流值，它在反向击穿前基本保持不变。硅管的反向饱和电流通常为1 μA或更小，而锗管为几百微安。反向电流的大小反映了二极管单向导电性的好坏，其值越小越好。