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2025-09-29
了解二极管的正向电压及特性电流
【摘要】：在正常使用的电流范围内,导通时二极管的端电压几乎维持不变,这个电压称为二极管的正向电压。当二极管两端的正向电压超过一定数值Vth,内电场很快被削弱,特性电流迅速增长,二极管正向导通。由于反向电流很小,二极管处于截止状态。工作在反向击穿状态,硅材料制作、动态电阻RZ很小,一般为2CW,2CW56等；将两个互补二极管反向串接以减小温度系数则为2DW型。发光二极管发光二极管简称为LED。
二极管是一种单向导电的二端元器件。在半导体二极管内部有一个PN结,即由p型半导体和n型半导体烧结形成的p-n结界面。在其界面的两侧形成空间电荷层,构成自建电场。当外加正向电压时,在正向特性的起始部分,正向电压很小,不足以克服PN结内电场的阻挡作用,正向电流几乎为零,这一段称为死区。这个不能使二极管导通的正向电压称为死区电压。当正向电压大于死区电压以后,PN结内电场被克服,二极管正向导通,电流随电压增大而迅速上升。在正常使用的电流范围内,导通时二极管的端电压几乎维持不变,这个电压称为二极管的正向电压。当二极管两端的正向电压超过一定数值Vth,内电场很快被削弱,特性电流迅速增长,二极管正向导通。Vth叫做门坎电压或阈值电压,硅管约为0.5 V,锗管为0.1 V。硅二极管的正向导通压降为0.6～0.8 V,锗二极管的正向导通压降为0.2～0.3 V。当外加反向电压不超过一定范围时,通过二极管的电流是少数载流子漂移运动所形成的反向电流。由于反向电流很小,二极管处于截止状态。
二极管种类有很多,根据其不同用途,可分为限幅二极管、稳压二极管、发光二极管、整流二极管以及开关二极管等。二极管的电路符号如附图5所示。
附图5 二极管的电路符号
(1)限幅二极管(https://www.chuimin.cn)
二极管一般在电路中起单向导电作用。由于二极管正向导通后,它的正向压降基本保持不变(硅管为0.7 V,锗管为0.3 V)。利用这一特性。在电路中作为限幅元器件,可以把信号幅度限制在一定范围内。
(2)稳压二极管
这种二极管是利用二极管的反向击穿特性制成的,在电路中其两端的电压保持基本不变,起到稳定电压的作用,是代替稳压电子二极管的产品,它通常被制作成为硅的扩散型或合金型,是反向击穿特性曲线急骤变化的二极管,作为控制电压和标准电压使用。二极管工作时的端电压(又称齐纳电压)从3 V左右到150 V,每隔10%,划分成许多等级。在功率方面,也有从200 mW至100 W以上的产品。工作在反向击穿状态,硅材料制作、动态电阻RZ很小,一般为2CW,2CW56等；将两个互补二极管反向串接以减小温度系数则为2DW型。
(3)发光二极管
发光二极管简称为LED。由含镓(Ga)、砷(As)、磷(P)和氮(N)等的化合物制成。当电子与空穴复合时能辐射出可见光,因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯或者组成文字、数字显示。砷化镓二极管发红光,磷化镓二极管发绿光,碳化硅二极管发黄光,氮化镓二极管发蓝光。因化学性质不同又分有机发光二极管(OLED)和无机发光二极管(LED)。接线时一般长引脚为正,短引脚为负。
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