二極管是一種在電路中廣泛使用的半導(dǎo)體元件。它的一個(gè)主要特點(diǎn)是有一個(gè)pn結(jié)，可通過pn結(jié)實(shí)現(xiàn)電路的整流、限幅、變?nèi)莺蜋z波等功能。本文將詳細(xì)介紹二極管的特性。
1. 導(dǎo)通方向及正向電壓降
二極管的pn結(jié)具有單向?qū)щ娦?，只有?dāng)使pn結(jié)正向偏置時(shí)，才能通過電流，而在反向偏置時(shí)會(huì)形成一個(gè)很大的電阻。在正向偏置下的二極管，當(dāng)給定正向電壓時(shí)，電流會(huì)不斷進(jìn)行，而當(dāng)電壓升高時(shí)，電流也會(huì)升高，這種關(guān)系很像一條電阻線——式子為i = i_s (e^(v_d /u_t) - 1)。在二極管的電路中，為了使二極管完成自己的工作，必須將正向電壓控制在一定范圍內(nèi)。
2. 反向擊穿電壓
反向擊穿是指，當(dāng)二極管反向偏置電壓超過一定值時(shí)，產(chǎn)生突然增加的反向電流，導(dǎo)致二極管失效，這個(gè)電壓叫做反向擊穿電壓。 當(dāng)反向電壓達(dá)到反向擊穿電壓時(shí)，pn結(jié)內(nèi)部出現(xiàn)導(dǎo)電通道，電子跨越pn結(jié)流向正端，電流突然增大，二極管將失去整流作用。如zener等。
3. 前向壓降和反向漏電流
在正向偏置時(shí)，二極管會(huì)有一個(gè)固定的最小電壓，稱為前向壓降。而在反向偏置時(shí)，由于pn結(jié)的存在，會(huì)出現(xiàn)一定的“漏電流”，這個(gè)漏電流會(huì)隨著反向電壓的加大而增大。在最大反向偏置電壓下，漏電流也稱為反向飽和電流，一般非常小。
4. 噪聲因數(shù)和響應(yīng)時(shí)間
另外一些二極管特性包括噪聲因數(shù)和響應(yīng)時(shí)間。二極管存在暫態(tài)時(shí)延，這通常被稱為響應(yīng)時(shí)間。響應(yīng)時(shí)間是指二極管切換從導(dǎo)通到截止或從截止到導(dǎo)通所需的時(shí)間。當(dāng)信號(hào)的頻率越高時(shí)，響應(yīng)時(shí)間將會(huì)變得越短，但由于電荷注入/排空所需的時(shí)間，可以使其響應(yīng)時(shí)間增長。
5. 功能分類和用途
根據(jù)功率、尺寸和應(yīng)用場合的不同，二極管也可以分為多種類型，例如：整流二極管、開關(guān)二極管、zener二極管、led二極管等。各種不同類型的二極管可以用于不同的電路應(yīng)用中，例如整流電源、電子開關(guān)、電子調(diào)節(jié)和波形檢測等。
6. 應(yīng)用舉例
二極管的應(yīng)用十分廣泛。例如，當(dāng)一個(gè)電視機(jī)使用工作時(shí)，二極管可以用于整流電路以使交流電壓變成直流電壓。在計(jì)算機(jī)的微處理器中，二極管用于輸入和輸出任務(wù)，還可以用于控制和調(diào)節(jié)電子設(shè)備，例如風(fēng)扇速度、led電池供電等。此外，一些智能手機(jī)使用的攝像頭也需要二極管來保護(hù)ccd元件不受到反向偏置電流的影響。
綜上所述，二極管是電子電路的基本元素之一，它的特性包括導(dǎo)通方向及正向電壓降、反向擊穿電壓、前向壓降和反向漏電流、噪聲因數(shù)和響應(yīng)時(shí)間、功能分類和用途等。對(duì)于電子工程師和工程技術(shù)者來說，了解并合理運(yùn)用二極管的特點(diǎn)和各項(xiàng)參數(shù)是非常必要的。