二极管伏安特性曲线特点图文解析

二极管伏安特性曲线特点图文解析

二极管的伏安特性曲线是描述二极管在不同电压下的电流变化情况的曲线，它反映了二极管的基本工作特性。下面通过图文结合的方式，详细解析二极管的伏安特性曲线特点。

上图展示了二极管的完整伏安特性曲线，其特点如下：

1. 正偏特性：当二极管两端加正向电压时，如果电压很小（VD很小时），电流几乎为0。当正向电压增大到一定阈值（通常为0.7V左右）后，电流会迅速以指数级增长，达到毫安级。

2. 反偏特性：当二极管两端加反向电压时，反向饱和电流IS维持在一个很小的值（微安级），且不随反偏电压的变化而变化。但是，当反偏电压达到反向峰值电压PIV时，二极管会发生反向击穿，反向电流会急剧增加。

二极管的伏安特性曲线可以用肖克利方程来描述：

其中各参数的含义如下：

• IS：反向饱和电流，一般在10^-15~10^-13A之间
• VD：偏置电压，正偏时为正，反偏时为负
• n：理想因子，取值范围为1~2，通常取1
• VT：热电压，在常温下约为26mV

虽然肖克利方程提供了计算二极管电流的方法，但在实际应用中，由于理论计算值与实际测量值存在较大差异，通常还是以二极管数据规格书提供的实际数据和曲线为准。

正向特性

当二极管两端加正向电压时（上图X坐标的正半部分），其特性如下：

• 当正向电压超过某一数值（导通电压Vth）后，二极管才有明显的正向电流。在室温下，硅管的Vth约为0.5V，锗管的Vth约为0.1V。
• 在导通区（大于导通电压的区域），流过二极管的电流I较大时，二极管两端的电压几乎维持恒定。硅管的典型值为0.6～0.8V（通常取0.7V），锗管的典型值为0.2～0.3V（通常取0.2V）。

反向特性

当二极管两端加反向电压时（上图X坐标的负半部分），其特性如下：

• 在反向电压小于反向击穿电压的范围内，由少数载流子形成的反向电流很小，且与反向电压的大小基本无关。这部分称为截止区。
• 由二极管的正向与反向特性可以看出：二极管是非线性器件，具有单向导电性。

反向击穿特性

当反向电压增加到某一数值VBR时，反向电流会急剧增大，这种现象称为二极管的反向击穿。

温度影响

温度对二极管的伏安特性有显著影响：

• 温度升高时，正向压降减小，正向伏安特性左移。温度每升高1℃，二极管的正向压降减小2～2.5mV。
• 温度升高时，反向电流大约增加一倍，反向伏安特性下移。温度每升高10℃，反向电流大约增加一倍。
• 温度降低时，二极管的正偏导通阈值电压会升高，反偏电流会减小，反向击穿电压也减小。

二极管的伏安特性曲线是理解二极管工作原理的基础，对于学习电子技术或从事相关工作的读者来说，掌握这些知识非常重要。