一、 二極管的半導(dǎo)體原理

略

二、 二極管的特性曲線

研究電路也有兩種方法，一個(gè)是從它的內(nèi)部工作原理去分析，另一個(gè)是從它表現(xiàn)出的外部特征去分析，把電路看成一個(gè)黑匣子，不管它內(nèi)部什么結(jié)構(gòu)什么原理，只研究它表現(xiàn)出來(lái)的特性。

為了簡(jiǎn)單易懂，我省去了二極管半導(dǎo)體原理部分，從它的外部特征入手，學(xué)習(xí)他的特性和應(yīng)用。

以常用的整流管1N4001為例

1. 整流二極管的正向特性曲線

圖1：1N4001的正向仿真特性曲線

從圖中可以看出，二極管在0.6-0.7V左右開(kāi)始導(dǎo)通。

2. 反向特性曲線

圖2：1N4001的反向特性仿真曲線

從圖中可以看出，在53V時(shí)二極管反向擊穿，電流迅速增大。作為整流管不能進(jìn)入反向擊穿區(qū)域，再次強(qiáng)調(diào)二極管反向擊穿后并不一定損壞，關(guān)鍵是反向擊穿后超出額定功率才會(huì)損壞。穩(wěn)壓二極管專門(mén)工作在反向擊穿區(qū)。

3. 溫度特性曲線

二極管是半導(dǎo)體器件，因此隨著溫度的增加，相同電壓下電流增大，正向特性曲線上移，反向特性曲線下移。

圖3：1N4001的特性曲線與溫度的關(guān)系

三、 1N4001典型參數(shù)表

元器件的參數(shù)都是在指定的條件下測(cè)試的，TA:指環(huán)境溫度。

1. 參數(shù)表

2. 重要特性曲線

圖4：額定使用電流與溫度的關(guān)系

圖5：正向曲線

圖6：浪涌電路與時(shí)間的關(guān)系

圖7：反向特性曲線

四、 二極管的重要參數(shù)

1. 反向電壓

(1) 反向峰值電壓(V_RRM)

對(duì)于交流電來(lái)說(shuō)，可以連續(xù)施加的最大峰值電壓，超過(guò)此值二極管將進(jìn)入反向擊穿區(qū)。

1N4001的值為50V。

(2) 反向有效值電壓(V_RMS)

對(duì)于交流電來(lái)說(shuō)，可以連續(xù)施加的最大電壓的有效值，超過(guò)此值二極管將進(jìn)入反向擊穿區(qū)。

1N4001的值為35V。

(3) 最高直流反向電壓(V_DC)

反向施加的最大支流電壓，此值與V_RRM相同。超過(guò)此值二極管將進(jìn)入反向擊穿區(qū)。

1N4001的值為50V。

反向電壓一般要預(yù)留安全系數(shù)，使用值是參數(shù)值的0.5-0.8，條件準(zhǔn)許應(yīng)該留出較大的余地。

2. 正向最大平均電流(I_F)

在一定溫度下，二極管在此電流下能夠長(zhǎng)期工作不會(huì)燒毀的最大電流，其它手冊(cè)可能標(biāo)記為IO，注意，此值為平均值，器件失效研究表明越接近額定最大值，器件壽命越短，這使得某些設(shè)計(jì)的安全系數(shù)高達(dá)0.1，通常的最小安全系數(shù)是0.5。

此電流和二極管的正向壓降的乘積既是二極管消耗的功率，電流過(guò)大會(huì)使二極管過(guò)熱而燒毀。

1N4001的值為1A。

3. 正向壓降(V_F)

指在最大額定電流、指定溫度下測(cè)量的正向壓降，1N4001的值為1.1V。

4. 浪涌電流(I_FSM)

在一定時(shí)間內(nèi)能夠承受的最大電流，通常給出的是在8.3ms(60Hz交流電的一個(gè)半波時(shí)間)內(nèi)最大電流值。1N4001在60Hz交流電的一個(gè)半波時(shí)間內(nèi)(8.3ms)能承受30A的電流。第二次只能承受約25A的電流。

5. 反向電流(I_R)

在某一溫度下、最大反向直流電壓下的反向電流。1N4001在25℃下為5uA 100℃下為50uA。

6. 電容(C_P或者C_T)

C_P：二極管結(jié)電容

C_T：二極管總電容

二極管的電容決定了二極管的最高工作頻率，反向漏電流等參數(shù)。1N4001值為15pF。

7. 額定功率(PD)

指在特定的環(huán)境溫度下，一般都是25℃，二極管長(zhǎng)期使用而不損壞的最大功率。1N4001值為3W，實(shí)際使用通常不會(huì)超過(guò)1.5W。

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總結(jié)

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