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二极管的主要特性,二极管的主要特性是

友驾用车百科 2024-04-26 16:12:27 21

认识一下二极管特性

首先说明一下二极管的特性

二极管的特性:正向导通,反向截止。

问题一:正向导通有没有最大电压限制?换一句话说,能不能把一个二极管串联在一个5v的电源上,10v的电源上,20v的电源上呢?

就是类似于下图:

二极管电路图@异萌YM

答案是不可以。其实这个和二极管的伏安特性曲线有关系:

二极管伏安特性曲线@异萌YM

我手画了一个二极管的伏安特性曲线大致如上图,正向导通的意思是:在一个很小的正向电压时候二极管就可以有电流通过,并且在电压不是很大的时候电流就可以很大,“但是电压再增大一点,电流就会增大的很快”,注意这句话,就是说二极管正向电压降是有限制的,单纯的把它串联在一个它不可承受的电压下,通过他的电流就会很大,二极管就会被烧坏,也就是断路了。

第二个问题是:二极管的参数

二极管参数@异萌YM

这个图片是在tb上截图,1N4007是二极管的规格型号,1A/1200V的意思是正向允许通过电流是1A,反向截止电压1200V.正向电流超过1A就容易被烧坏,反向电压超过1200v就会被击穿。


拓展:二极管绝对不能忽视的特性!

虽然二极管是一个简单器件,但它却有许多值得考虑的特性。这些特性通常取决于应用,其中一些应用包括:整流器、信号线或、晶体管关闭、续流(电感器和电机)等,当然还有专用功能如 LED 和基准电压。

二极管正如其三角形符号所表示的,只能在一个方向上传输电流,在相反方向则会阻止电流及电压。该理论是基于半导体结和掺杂区域的取向。其中最基本的是PN结二极管。

二极管偏置,将通过一个较低的正向压降“自动”传输电流——PN结二极管的典型压降值为0.7V,肖特基二极管的典型值为0.3V。工作是在第一象限,其中电压和电流均为正,而第四象限是阻断电压及所产生的漏电流。大多数功耗都是根据这两个工作点计算的。然而,二极管的快速开关也会引起功耗,其表现形式为在开关期间出现的电压和电流。

反向恢复也会引起功耗,这与SiC等新型半导体材料的技术发展有关。有许多不同类型的半导体材料用于二极管,包括GaN和GaAs。它们针对不同的需求而有相应的优势,比如更快的恢复时间、更高的阻断电压,以及更大的电流容量等。

因为这些半导体是基于能隙原理工作,所以二极管产生的热量会改变其特性。功耗会产生热量,因此功耗Ptotal = Pconduction + Pblocking + Pturnoff + Pturnon。幸运的是,在关断时间内,关断损耗是均衡的。否则,由于产生的电压和电流量,功耗可能变得非常明显。

关于二极管的最后一个想法是,它们不是万能的。二极管具有能量脉冲额定值,在周期性应用中会单次甚至重复吸收能量。了解这些限制以及对器件性能的影响可以避免许多令人头疼的问题。为保险起见,最好是将二极管并联或串联使用,以便略微分散应力。与同类器件不同,其分配一般很好。


拓展:二极管的伏安特性说明

半导体二极管的是PN结,它的特性就是PN结的特性——单向导电性。常利用伏安特性曲线来形象地描述二极管的单向导电性。

若以电压为横坐标,电流为纵坐标,用作图法把电压、电流的对应值用平滑的曲线连接起来,就构成二极管的伏安特性曲线,如下图所示(图中虚线为锗管的伏安特性,实线为硅管的伏安特性)。

下面对二极管伏安特性曲线加以说明:

1、正向特性

二极管两端加正向电压时,就产生正向电流,当正向电压较小时,正向电流极小(几乎为零),这一部分称为死区,相应的A(A′)点的电压称为死区电压或门槛电压(也称阈值电压),硅管约为0.5V,锗管约为0.1V,如图中OA(OA′)段。

当正向电压超过门槛电压时,正向电流就会急剧地增大,二极管呈现很小电阻而处于导通状态。这时硅管的正向导通压降约为0.6~0.7V,锗管约为0.2~0.3V,如图中AB(A′B′)段。

二极管正向导通时,要特别注意它的正向电流不能超过值,否则将烧坏PN结。

2、反向特性

二极管两端加上反向电压时,在开始很大范围内,二极管相当于非常大的电阻,反向电流很小,且不随反向电压而变化。此时的电流称之为反向饱和电流IR,见图中OC(OC′)段。

3、反向击穿特性

二极管反向电压加到一定数值时,反向电流急剧增大,这种现象称为反向击穿。此时对应的电压称为反向击穿电压,用UBR表示,如图1.11中CD(C′D′)段。

4、温度对特性的影响

由于二极管的是一个PN结,它的导电性能与温度有关,温度升高时二极管正向特性曲线向左移动,正向压降减小;反向特性曲线向下移动,反向电流增大。

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