初級模擬電路：1-3 二極管的伏安特性

回到目錄

      好了，前面的就算不懂也不要緊，真正的模擬電路從這裏開始。要使用二極管作電路設計，第一件事就是掌握二極管的伏安特性曲線。

1.   完整的二極管伏安特性曲線

圖 1-3.01 

      二級管的完整伏安特性如上圖所示（爲表示方便，圖中橫座標和縱座標在正半軸和負半軸的尺度是不同的），說明以下：

      （1） 在正偏時，當V_D很小時，電流接幾乎爲0。當V_D增大到必定閾值後（圖中爲0.7V左右），電流開始極快地以指數級增加（毫安級）。

      （2） 在反偏時，反向飽和電流I_S維持一個很小值（微安級），不隨反偏電壓變化。可是當反偏電壓達到反向峯值電壓PIV時，二極管反向擊穿，反向電流急速增加。

      上面的曲線也能夠用公式來描述，稱爲肖克利方程：

      其中各參數說明以下：

      ● I_S是反向飽和電流，通常經過查二極管的數據規格書獲得，典型值在10^-15~10^-13A之間；

      ● V_D是偏置電壓，正偏時爲正，反偏時爲負；

      ● n爲理想因子，其值範圍可取1~2，通常咱們取1；

      ● V_T爲熱電壓，通常在常溫下約爲26mV。

      雖然肖克利方程提供了計算二極管電流值的方法，不過通常在實際中咱們不太會真用它去計算，由於根據二極管實際的伏安特性曲線和根據理論計算出的值有較大差距，見下圖所示：

圖 1-3.02 

      因此通常咱們都是以二極管的數據規格書提供的實際數據和曲線爲準。

2.   溫度影響

      作實際的工程項目與學校裏作解題最大的區別就是，實際的工程中，你必需要考慮各類複雜的環境因素的影響。若是產品出了問題，客戶和老闆可不會跟你理論，結果錯就是全錯，中間過程對是沒有分數的，這點必定要時刻清醒記得。

      對半導體元器件來說，最重要的一個影響性能的因素就是溫度，溫度對二極管伏安特性的影響可見下圖：

圖 1-3.03 

      當溫度升高，二極管正偏的導通閾值電壓會下降，而反偏電流會增大，反向擊穿電壓也增大。

      當溫度下降，二極管的正偏導通閾值電壓會升高，反偏電流會減少，反向擊穿電壓也減少。

      因此，在電子電路設計時，你必需要考慮讓你的線路在全部可能的工做溫度下都工做正常。不要覺得你設計的產品一般都會工做在常溫下，對於有些散熱條件不是很好的結構來講，局部溫度上升到65度以上都是有可能的；若是是在北方地區室外使用，工做溫度下降到0度如下也是常常的事。

      不只二極管，之後的三極管、場效應管、集成運放，甚至數字芯片，你也都要考慮一下溫度條件的影響。

3.   簡化的二極管伏安特性曲線

      固然，作實際工程設計也並非一味的要求更復雜，有時後也能夠簡化。對二級管來講，在要求不太嚴格、使用裕量還挺大的狀況下，就能夠作以下簡化：

圖 1-3.04 

      後面在講解二極管應用電路時，咱們會常用這一簡化模型。

      有時爲方便初步分析，還會使用一種更粗糙的簡化模型曲線，以下圖所示：

圖 1-3.05 

      上面這個稱爲二極管的理想等效模型，等因而將二極管當作是一個單向開關了：正偏時二極管導通，反偏時二極管關斷，在正偏導通時二級管上沒有壓降，在反偏時也沒有反向飽和電流。

     

回到目錄

 

 

（ end of 1-3 ）