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二极管的伏安特性
来源: | 作者:张工 | 发布时间: 2024-01-13 | 519 次浏览 | 分享到:

二极管的性能可用其伏安特性来描述 —— 在二极管两端加电压U,然后测出流过二极管的电流I,电压与电流之间的关系i=f(u)即是二极管的伏安特性曲线,如图1所示。

图1:二极管伏安特性曲线

1、伏安特性表达式

二极管的伏安特性表达式可以表示为下式:

其中iD为流过二极管两端的电流,uD为二极管两端的加压,uT在常温下取26mv,IS为反向饱和电流。

2、正向特性

伏安特性曲线的右半部分称为正向特性,由图1可见,当加二极管上的正向电压较小时,正向电流小,几乎等于零。只有当二极管两端电压超过某一数值Uon时,正向电流才明显增大。将Uon称为死区电压。死区电压与二极管的材料有关。一般硅二极管的死区电压为0.5V左右,锗二极管的死区电压为0.1V左右。

当正向电压超过死区电压后,随着电压的升高,正向电流将迅速增大,电流与电压的关系基本上是一条指数曲线。由正向特性曲线可见,流过二极管的电流有较大的变化,二极管两端的电压却基本保持不变。通过在近似分析计算中,将这个电压称为开启电压。开启电压与二极管的材料有关。一般硅二极管的死区电压为0.7V左右,锗二极管的死区电压为0.2V左右。

3、反向特性

伏安特性曲线的左半部分称为反向特性,由图1可见,当二极管加反向电压,反向电流很小,而且反向电流不再随着反向电压而增大,即达到了饱和,这个电流称为反向饱和电流,用符号IS表示。

如果反向电压继续升高,当超过UBR以后,反向电流急剧增大,这种现象称为击穿,UBR称为反向击穿电压。

击穿后不再具有单向导电性。应当指出,发生反向击穿不意味着二极管损坏。实际上,当反向击穿后,只要注意控制反向电流的数值,不使其过大,即可避免因过热而烧坏二极管。当反向电压降低后,二极管性能仍可能恢复正常。

4、温度对二极管伏安特性的影响

图2:二极管的温度特性

温度升高,正向特性左移,反向特性下移;室温附近,温度每升高1℃;正向压降减少2-2.5mV;室温附近,温度每升高10℃,反向电流增大一倍。二极管的温度特性如图2所示。

 

1.正向特性,理想的二极管,正向电流和电压成指数关系。 但是实际的二极管,加正向电压的时候,需要克服PN结内电压,所以电压要大于内电压时,才会出现电流。这个最小电压称作开启电压。小于开启电压的区域,叫做死区。 当电压大于开启电压,那么电流成指数关系上升。增加很快,所以二极管上的压降,其实很小,否则由于电流太大,就烧坏了。

2.反向特性,理想的二极管,不论反向电压多大,反向都无电流。实际的二极管,反向截止时,也是有电流的,这个电流叫做反向饱和电流。在电压没有达到反向击穿电压时,二极管的电流一直等于方向饱和电流。但是当电压大到一定程度,二极管被反向击穿,电流急剧增大。 反向击穿分齐纳击穿和雪崩击穿两种。 有的二极管击穿后撤去反向电压,还能恢复原状态,比如稳压二极管就是工作在反向击穿区的。 有的反向击穿就直接烧坏了。


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