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二極體有哪些特性

電子技術 閱讀(3.05W)

二極體是誕生最早的半導體器件之一,幾乎在所有的電子電路中,都會用到半導體二極體。下面,小編為大家講講二極體的特性,快來看看吧!

二極體有哪些特性
  反向擊穿

齊納擊穿

反向擊穿按機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,因勢壘區寬度很小,反向電壓較大時,破壞了勢壘區內共價鍵結構,使價電子脫離共價鍵束縛,產生電子-空穴對,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,勢壘區寬度較寬,不容易產生齊納擊穿。

雪崩擊穿

另一種擊穿為雪崩擊穿。當反向電壓增加到較大數值時,外加電場使電子漂移速度加快,從而與共價鍵中的價電子相碰撞,把價電子撞出共價鍵,產生新的電子-空穴對。

新產生的電子-空穴被電場加速後又撞出其它價電子,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,若對其電流不加限制,都可能造成PN接面永久性損壞。

  正向性

外加正向電壓時,在正向特性的起始部分,正向電壓很小,不足以克服PN接面內電場的阻擋作用,正向電流幾乎為零,這一段稱為死區。這個不能使二極體導通的正向電壓稱為死區電壓。

當正向電壓大於死區電壓以後,PN接面內電場被克服,二極體正向導通,電流隨電壓增大而迅速上升。

在正常使用的電流範圍內,導通時二極體的端電壓幾乎維持不變,這個電壓稱為二極體的正向電壓。當二極體兩端的正向電壓超過一定數值 ,內電場很快被削弱,特性電流迅速增長,二極體正向導通。

叫做門坎電壓或閾值電壓,矽管約為0.5V,鍺管約為0.1V。矽二極體的正向導通壓降約為0.6~0.8V,鍺二極體的正向導通壓降約為0.2~0.3V。

  反向性

外加反向電壓不超過一定範圍時,通過二極體的電流是少數載流子漂移運動所形成反向電流。由於反向電流很小,二極體處於截止狀態。這個反向電流又稱為反向飽和電流或漏電流,二極體的反向飽和電流受溫度影響很大。

一般矽管的反向電流比鍺管小得多,小功率矽管的反向飽和電流在nA數量級,小功率鍺管在μA數量級。溫度升高時,半導體受熱激發,少數載流子數目增加,反向飽和電流也隨之增加。

擊穿

外加反向電壓超過某一數值時,反向電流會突然增大,這種現象稱為電擊穿。引起電擊穿的臨界電壓稱為二極體反向擊穿電壓。電擊穿時二極體失去單向導電性。

如果二極體沒有因電擊穿而引起過熱,則單向導電性不一定會被永久破壞,在撤除外加電壓後,其效能仍可恢復,否則二極體就損壞了。因而使用時應避免二極體外加的反向電壓過高。

二極體是一種具有單向導電的二端器件,有電子二極體和晶體二極體之分,電子二極體因為燈絲的熱損耗,效率比晶體二極體低,所以現已很少見到,比較常見和常用的'多是晶體二極體。

二極體的單向導電特性,幾乎在所有的電子電路中,都要用到半導體二極體,它在許多的電路中起著重要的作用,它是誕生最早的半導體器件之一,其應用也非常廣泛。

二極體的管壓降:矽二極體(不發光型別)正向管壓降0.7V,鍺管正向管壓降為0.3V,發光二極體正向管壓降會隨不同發光顏色而不同。

主要有三種顏色,具體壓降參考值如下:紅色發光二極體的壓降為2.0--2.2V,黃色發光二極體的壓降為1.8—2.0V,綠色發光二極體的壓降為3.0—3.2V,正常發光時的額定電流約為20mA。

二極體的電壓與電流不是線性關係,所以在將不同的二極體並聯的時候要接相適應的電阻。

特性曲線

與PN接面一樣,二極體具有單向導電性。矽二極體典型伏安

特性曲線(圖)。在二極體加有正向電壓,當電壓值較小時,電流極小;當電壓超過0.6V時,電流開始按指數規律增大,通常稱此為二極體的開啟電壓;當電壓達到約0.7V時,二極體處於完全導通狀態,通常稱此電壓為二極體的導通電壓,用符號UD表示。

對於鍺二極體,開啟電壓為0.2V,導通電壓UD約為0.3V。在二極體加有反向電壓,當電壓值較小時,電流極小,其電流值為反向飽和電流IS。

當反向電壓超過某個值時,電流開始急劇增大,稱之為反向擊穿,稱此電壓為二極體的反向擊穿電壓,用符號UBR表示。不同型號的二極體的擊穿電壓UBR值差別很大,從幾十伏到幾千伏。