二极管特性

一、二极管伏安特性分析

1.二极管静态特性

i随着正向电压增大到门槛电压Uto（二极管开启电压），二极管导通。

ii电压Uf为二极管导通时的正向电压降

iii当承受反向电压时，二极管截至，只有微小的少子漂移运动形成的反向漏电流。

iv当反向电压过大，二极管会反向击穿，普通二极管将不可逆损坏。

v稳压二极管则是利用二极管的反向击穿工作。将稳压二极管并联在负载两端二极管反向击穿后，电流虽然在很大范围内变化，但是稳压二极管两端的电压则在很小的范围内变化，起到稳定负载两端电压的作用。

2.二极管动态特性

关断过程

i. tF前，二极管由于存在空间电荷区，可以看作有并联一个结电容，二极管开通时，电容两端电压等于二极管两端电压（二极管导通电压）。

ii .tF时，二极管接反向电压，此时二极管并没有马上截止，二极管结电容向二极管放电，空间电荷区开始变宽。此时，二极管继续导通，但是电压降低，电流减小。

iii. t0时，二极管正偏继续导通，t0~t1阶段，虽然电流降到0，但是电容上的正电荷仍然存在，二极管正偏。t0~t1阶段是去除电容上的正电荷，t1时，二极管开始截止。

iv. t1时，二极管截止，t1~t2阶段反向电压对结电容（耗尽层）充电，直到二极管完全承受外部所加的反向电压，进入稳定的反向截止状态。

开通过程

i. 当加正向电压时，开始对电容充电，继续增加电压推动耗尽层变窄，tfr时进入稳定的正向导通状态。此时iF和uF满足二极管的伏安特性。

3.温度对二极管伏安特性的影响

随着温度升高，其正向特性曲线左移，即正向压降减小；反向特性曲线下移，即反向电流增大。

温度升高，本征激发产生的少子浓度增加，导致内电场的电位差降低，所以二极管正向导通电压降低。

二、二极管的主要参数

1.最大整流电流IF

IF是二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电流，其值与PN结面积及外部散热条件有关

2.最高反向工作电压UR

UR是二极管工作时允许加的最大反向电压，一般为击穿电压(UBR)的一半。

3.反向电流IR

IR是二极管未击穿时的反向电流，反向电流越好，二极管的单向导电性越好。

4.最高工作频率fM

fM是二极管的上限截止频率，由于结电容的作用，超过此频率，二极管将不能很好地体现单项导电性。

三、二极管的微变等效电路

①求电阻R上的直流电流（找到下图中的Q点）

ID=(V-Uon)/R

②将二极管等效成动态电阻

以Q点的切线的斜率来间接求动态电阻

斜率K=di/du=1/(rd)

③通过二极管的交流电流

id=ui/(rd+R)

④通过二极管的电流（DC+AC）

iD=id+ID

相当于用一个DC的电压将坐标轴由原来移动到Q点，从而电压用很小的电压来控制电流的变化。

四、稳压二极管

稳压二极管稳压的关键在限流电阻。当U1增大时，由于稳压二极管工作在稳压区，很小的电压上升就会造成很大的电流上升，而电流上升导致R上的压降上升，所以U1上升的压降大部分落到了R上，而D上的压降增加的很少，从而达到稳压的效果。