二极管是一种具有二元特性的电子元件,具有单向导电性,即只允许电流在一个方向上通过。它由一个P型半导体和一个N型半导体组成,两者通过P-N结构连接在一起。以下是二极管的主要特性:
导通特性:
在正向偏置下,即正向电压施加在P端,负向电压施加在N端时,二极管呈现导通状态。当正向电压超过二极管的正向阈值电压(通常在0.6V到0.7V之间,取决于二极管的材料和温度)时,二极管开始导通,呈现较低的电阻状态,几乎可以近似视为导线。
截止特性:
在反向偏置下,当正向电压小于二极管的正向阈值电压时,二极管处于截止状态。此时,几乎没有电流通过二极管,电阻很大。
反向击穿特性:
当反向电压继续增大时,反向电场在P-N结中增强,使得二极管失去绝缘功能,电流突然变大,二极管发生击穿现象。根据击穿方式的不同,有Zener击穿和Avalanche击穿两种形式。
温度特性:
二极管的导电性受温度影响。通常,随着温度的升高,正向导通电压会降低,反向饱和电流会增加。
伏安特性:
二极管具有导电性,加正向电压时,电压值较小,电流极小;当电压超过0.6V时,电流开始按照常规的指数进行增加;当电压超过0.7V时,二极管此时处于导通状态,所以此电压成为“导通电压”。
正向特性:
外加正向电压时,在正向特性的起始部分,因为电压很小,不足以克服PN结内电场的阻挡作用,正向电流几乎为0,这一段又称为“死区”。当正向电压大于死区电压时,二极管被导通,电流会随着电压的增大而迅速上升。
反向特性:
外加反向电压不超过一定范围时,通过二极管的电流是少数载流子漂移运动所形成的反向电流。由于反向电流很小,二极管处于截止的状态,这个反向电流又称为“反向饱和电流或漏电流”。
击穿特性:
外加反向电压超过某一数值后,反向电流会突然增加,这种现象成为“电击穿”,引起击穿的临界电压称为二极管反向击穿电压。
频率特性:
由于结电容的存在,当频率高到某一程度时,容抗小到使PN结短路。
结电容:
二极管的PN结具有电容效应,称为结电容。在高频应用中,结电容会影响二极管的性能。
反向恢复时间:
当二极管从正向导通状态切换到反向阻断状态时,需要一定的时间来减少电流到零,这个时间称为反向恢复时间。这个特性对于快速开关应用非常重要。
最大整流电流:
二极管能够承受的最大正向电流,超过这个值可能会导致二极管损坏。
最大浪涌电流:
二极管能够承受的瞬间最大电流,通常用于电源电路中承受启动时的浪涌电流。
最大耗散功率:
二极管能够承受的最大耗散功率,超过这个值可能会导致二极管过热损坏。
这些特性使得二极管在电子电路中具有广泛的应用,如整流、信号调制、电压调节等。了解这些特性有助于正确选择和使用二极管。