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半导体二极管两端的电压u与流过二极管的电流i之间的关系称为伏安特性。半导体二极管2CP10(硅二极管)和2AP15(锗二极管)的伏安特性曲线如下图所示。由图可见,硅管和锗管的伏安特性存在一定的差异。
硅二极管(2CP10)的伏安特性曲线 锗二极管(2AP15)的伏安特性曲线 1.正向特性 正向特性曲线近似地呈现指数特性。由于二极管的引线电阻、体电阻很小,电极间的漏电阻又很大,对二极管伏安特性的影响均不大,故可用PN结的伏安特性近似地表述二极管的伏安特性为 式中,Is为反向饱和电流,室温下为常数;为加在二极管两端电压;为温度的电压当量,当温度为室温27℃时,≈26mV。 当外加正向电压较小时,正向电流非常小,近似为零,二极管仍未完全导通,该区域称为“死区”。硅二极管的死区电压约为0.5V,锗二极管的死区电压约为0.1V。 当外加正向电压超过死区电压后,正向电流开始增加,二极管具有近似指数特征的正向伏安特性。这时二极管呈现的电阻很小,可以认为二极管处于充分导通状态。硅二极管的导通电压约为0.6~0.8V,锗二极管的导通电压约为0.2~0.3V。 2.反向特性 1)二极管反向偏置时,反向电流由少子漂移而成,所以在室温下反向电流很小,且几乎不随反向电压的变化而变化。小功率硅二极管的反向饱和电流Is一般小于0.1μA,锗管的Is约为几十到几百微安。 2)当反向电压超过一定范围后,反向电流急剧增大,这种现象称为反向击穿。二极管发生反向击穿时所加的电压称为反向击穿电压。二极管发生反向击穿后,当反向电流还不太大时,二极管的功耗不大,PN结的温度不会超过允许的最高结温,二极管不会被破坏,只要降低反向电压,二极管仍能正常工作,这种击穿是可逆的,称为电击穿。若发生电击穿后,仍继续增加反向电压,反向电流也随之增大,二极管会因功耗过大使结温超过最高允许温度而破坏,造成二极管的永久性破坏,这种击穿是不可逆的,称为热击穿。这种情况是要避免的。 |
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