二极管

结构

PN结做为核心结构,加绝缘材料封装引出两根引脚,结面积大小决定了二极管的最大功率和电容。

伏安特性曲线

正向

正向分成两段,因为有开启电压,所以有一段死区,然后是指数增长。方程同PN结$i=I_s(e^{\frac{u}{U_T}}-1)$。因为指数增长所以电阻会很小,所以电路设计时需要加限流电阻。

反向

反向也有两段。一段平缓小电流,一段突然突增。在超过反向击穿电压时会损坏。因为电流突增时电压基本恒定,所以也有利用这个特性做出的稳压管。

温度对二极管的影响

温度对少子主导时的过程影响大(因为温度改变的是本征激发产生的影响比较少),正向向同样电流下,每升高1摄氏度电压降低2~2.5mV。反向时,每升高10摄氏度反向饱和电流增大一倍。

参数

直流参数

  1. 最大整流电流
    长期通电时允许的最大正向电流
  2. 反向击穿电压
    反向击穿时所能承受的最高电压,反向最高工作电压一般为反向击穿电压的一半。
  3. 反向电流
    未击穿时的反向电流,越小正向导电性越好(参考 $i=I_s(e^{\frac{u}{U_T}}-1)$ )
  4. 直流电阻
    直流电流和直流电压的比

交流参数

  1. 最高工作频率
    保持单向导电的最高频率(因为有电容效应)
  2. 交流电阻
    交变电阻, $r_d=\frac{\Delta v}{\Delta i}$

等效电路

三种等效方式

  1. 理想模型
    反向截止,正向导通
  2. 恒压降
    反向截止,正向到一定电压如截止电压时电阻为零
  3. 折线
    反向截止,正向到一定值后用斜线表示伏安特性
    当小信号处于静态工作点Q时,用$\frac{di_D}{dv_D}$来表示电阻

应用

整流

改变交流电的脉冲方式

限幅

通过二极管的截止和导通来限制电压最大值

开关

如二极管与门
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