二极管的原理

二极管的实际特性

理想情况下，二极管会阻止任何反向电流，反向电流相当于短路。不幸的是，二极管的实际特性往往不那么理想。当二极管通过正电流时，它会消耗一定量的功率，并且不会阻止所有的反向电流。现实世界中的二极管更为复杂，两个二极管的使用特性也不完全相同。

电流与电压的关系

二极管最重要的特点是其电流-电压(I-V)关系。这使我们能够通过元件两端的电压值来了解流经的电流。例如，电阻有一个简单的线性i-v关系(欧姆定律)。I-V曲线，完全是非线性的。它看起来像这样：

二极管的电流和电压关系。为了在坐标轴上发出更多的点，正负轴的范围不相等

二极管端施加的电压，二极管将在以下三个区域中工作：

正偏置：当二极管两端电压为正时，二极管处于打开状态，电流可通过。电压应大于正电压(VF)。

反向偏置二极管：电压低于VF但高于-VBR当二极管处于关闭状态时，这种模式下的大部分电流被堵塞，二极管被关闭。一个非常小的被称为反向饱和电流，可以通过反向通过二极管。

击穿:当施加在二极管上的电压为非常大的负值时，大量的电流会从阴极反向流动到阳极。

正向电压

为了使二极管正向偏置并产生正向电流，应在两端施加正向电压。所需正向电压的典型值称为VF。也可称临界点。

我们知道从I-V曲线，通过二极管的电流和电压是相关的。更大的电流意味着更大的电压，更小的电压意味着更小的电流。然而，一旦正电压达到一定程度，即使电流增加了很多，它仍然只意味着一个非常小的电压增加。如果二极管完全导电，它通常可以假设电压达到这个程度。

具有二极管档位的万用表可用于测量二极管的正压降。

二极管的Vf取决于它是由什么材料构成的。特别地，硅二极管的Vf大约是0.6-1V.锗二极管可能较低，约0.3V.不同型号的二极管的正向压降也不同；发光二极管的正向压降要低得多小特基二极管的正向压降也被设计为低于许多常用的二极管。

击穿电压

如果将足够大的负电压应用于二极管，则允许电流反向流动。这种大的负电压被称为穿透电压。有些二极管实际上是在穿透区设计的，但对于大多数二极管来说，在大的负电压下工作是不健康的。

普通二极管的击穿电压为-50V到-100V，或更小。

二极管数据手册

在任何二极管技术手册中都可以找到上述所有特征。例如，二极管1N4148数据手册列出了其最大正向压降为1V,击穿电压为100V.(还有很多其他信息):

数据手册可能会给你一个非常熟悉的电流电压图，以进一步详细解释二极管的性能。本图通过二极管的数据放大曲线，提出了一些区域I-V曲线。注意更大的电流对应更大的电压：

图表指出了二极管的另一个重要特征–最大正电流。就像任何部件一样，二极管在爆炸前只消耗大量能量。所有二极管都应列出最大电流、反向电压和功耗。如果二极管遇到超过其极限的电流或电压，它会变热（或更糟的是，它会融化和吸烟，…)。

有些设备非常适合高电流–1A或者更大。其他小信号二极管，如1N4148可能只适合200mA。

这个1N4148只是许多不同类型的二极管的一个小例子。接下来，我们将讨论各种二极管的惊人目的和各种服务