初级模拟电路:1-3 二极管的伏安特性

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      好了,前面的就算不懂也不要紧,真正的模拟电路从这里开始。要使用二极管作电路设计,第一件事就是掌握二极管的伏安特性曲线。性能

1.   完整的二极管伏安特性曲线

图 1-3.01 ui

      二级管的完整伏安特性如上图所示(为表示方便,图中横坐标和纵坐标在正半轴和负半轴的尺度是不同的),说明以下:设计

      (1) 在正偏时,当VD很小时,电流接几乎为0。当VD增大到必定阈值后(图中为0.7V左右),电流开始极快地以指数级增加(毫安级)。htm

      (2) 在反偏时,反向饱和电流IS维持一个很小值(微安级),不随反偏电压变化。可是当反偏电压达到反向峰值电压PIV时,二极管反向击穿,反向电流急速增加。blog

      上面的曲线也能够用公式来描述,称为肖克利方程ci

      其中各参数说明以下:get

      ● IS是反向饱和电流,通常经过查二极管的数据规格书获得,典型值在10-15~10-13A之间;产品

      ● VD是偏置电压,正偏时为正,反偏时为负;it

      ● n为理想因子,其值范围可取1~2,通常咱们取1;

      ● VT为热电压,通常在常温下约为26mV。

      虽然肖克利方程提供了计算二极管电流值的方法,不过通常在实际中咱们不太会真用它去计算,由于根据二极管实际的伏安特性曲线和根据理论计算出的值有较大差距,见下图所示:

图 1-3.02 

      因此通常咱们都是以二极管的数据规格书提供的实际数据和曲线为准。

2.   温度影响

      作实际的工程项目与学校里作解题最大的区别就是,实际的工程中,你必需要考虑各类复杂的环境因素的影响。若是产品出了问题,客户和老板可不会跟你理论,结果错就是全错,中间过程对是没有分数的,这点必定要时刻清醒记得。

      对半导体元器件来说,最重要的一个影响性能的因素就是温度,温度对二极管伏安特性的影响可见下图:

图 1-3.03 

      当温度升高,二极管正偏的导通阈值电压会下降,而反偏电流会增大,反向击穿电压也增大。

      当温度下降,二极管的正偏导通阈值电压会升高,反偏电流会减少,反向击穿电压也减少。

      因此,在电子电路设计时,你必需要考虑让你的线路在全部可能的工做温度下都工做正常。不要觉得你设计的产品一般都会工做在常温下,对于有些散热条件不是很好的结构来讲,局部温度上升到65度以上都是有可能的;若是是在北方地区室外使用,工做温度下降到0度如下也是常常的事。

      不只二极管,之后的三极管、场效应管、集成运放,甚至数字芯片,你也都要考虑一下温度条件的影响。

3.   简化的二极管伏安特性曲线

      固然,作实际工程设计也并非一味的要求更复杂,有时后也能够简化。对二级管来讲,在要求不太严格、使用裕量还挺大的状况下,就能够作以下简化:

图 1-3.04 

      后面在讲解二极管应用电路时,咱们会常用这一简化模型。

      有时为方便初步分析,还会使用一种更粗糙的简化模型曲线,以下图所示:

图 1-3.05 

      上面这个称为二极管的理想等效模型,等因而将二极管当作是一个单向开关了:正偏时二极管导通,反偏时二极管关断,在正偏导通时二级管上没有压降,在反偏时也没有反向饱和电流。

     

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