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二級(jí)管的伏安特性曲線

（一） 什么是伏安特性曲線

從正確使用二極管的要求出發(fā)，首先應(yīng)該弄清加在二極管兩端的電壓u與通過(guò)二極管的電流I之間的關(guān)系。通常電壓用伏（V）表示，電流用安（A）表示，所以二極管的電壓與電流的關(guān)系，稱為二極管的"伏安特性"。把一組組二極管電壓、電流的數(shù)據(jù)以幾何曲線的形式描繪出來(lái)，就成了二極管的"伏安特性曲線"

（二） 二極管伏安特性曲線的特點(diǎn)

下面將其特征歸納成以下五點(diǎn)加以說(shuō)明。

1、 當(dāng)二極管兩端的電壓u為零時(shí)，電流I也為零，所以特性曲線從座標(biāo)原點(diǎn)開(kāi)始。

2、當(dāng)二極管接上正向電壓時(shí)，隨著電壓的逐漸增加，電流也跟著增加。但在開(kāi)始的一段，電流增加很慢。圖5中OA和OA＇段的情況表明二極管在開(kāi)始導(dǎo)電時(shí)正向電阻是比較大的。當(dāng)二極管兩端的電壓超過(guò)一定的數(shù)值u。以后（u。稱為列區(qū)電壓），二極管的電陰變得很小，正向電流開(kāi)始顯著增加，特性曲線對(duì)應(yīng)圖5所示AB和AB＇段的情況。在二極管導(dǎo)通時(shí)，二極管兩端的正向壓降比死區(qū)電壓稍大一些。通常硅管的正向壓降為0.6-0.8伏，鍺管的正向壓降為0.1-0.3伏。

3、當(dāng)二極管接上反向電壓時(shí)，最初，隨著反向電壓的逐漸增大（大約在由0到-1伏的范圍內(nèi)），反向電流也跟著逐漸增大。但是，當(dāng)外加反向電壓大約超過(guò)-1伏以后，反向電流即不再跟著增大。

4、當(dāng)外加反向電壓繼續(xù)增大到一定數(shù)值時(shí)，反向電流突然增大，這就是PN結(jié)的反向擊穿現(xiàn)象。

5、二極管正向運(yùn)用時(shí)電流大（電壓大于一定數(shù)值時(shí)），管子導(dǎo)通，反向運(yùn)用時(shí)電流很小，管子接近截止。這就是二極管最主要的特性--單向?qū)щ娞匦?。二極管的伏安特性曲線不是直線，這說(shuō)明二極管不是一個(gè)線性元件。這是二極管的一個(gè)重要特性。

二極管是一種非線性元件

什么是非線性元件

電阻上電壓和電流之間的比值是一個(gè)常數(shù)。在電流I為縱軸、電壓u為橫軸的直角坐標(biāo)系中，電阻的伏安特性是一條直線，如圖6。凡是伏安特性是直線（即符合歐姆定律）的元件，就稱為線性元件，相反的，伏安特性不是直線的元件，則稱為非線性元件。

（一） 性元件的特點(diǎn)

（二） 線性元件相比較，二極管這種非線性元件所呈現(xiàn)的電阻具有以下特點(diǎn)：

1、 伏安特性曲線上各點(diǎn)的直流電阻不相等。

伏安特性曲線上某一點(diǎn)的直流電阻，就是該點(diǎn)所對(duì)就的電壓u與電流I的比值。例如，在圖7中，A點(diǎn)的直流電阻RA=uA/IA=0。4V/5mA=80Ω B點(diǎn)的直流電阻RB=uB/IB=0.6V/15mA=40Ω用同樣的方法可求出曲線上其它各點(diǎn)的直流電阻，它們都是不相等的。伏安特性曲線上某點(diǎn)直流電阻的幾何意義，就是該點(diǎn)割線斜率的倒數(shù)。例如A點(diǎn)的直流電阻是割線OA斜率的倒數(shù)，即RA=uA/IA=1/（IA/uA）=1/tga。B點(diǎn)的直流電阻是割線OB斜率的倒數(shù)，即RB=uB/IB=1/（IB/uB）=1/rgQ

2、 伏安特性曲線上各點(diǎn)的交流電阻不相等。

伏安特性曲線上某點(diǎn)的交流電阻，就是該點(diǎn)附近電壓的變化量Δu與相對(duì)應(yīng)的電流變化量ΔI的比值。交流電阻的幾何意義就是該點(diǎn)切線的斜率的倒數(shù)。例如在圖8中，A點(diǎn)的交流電阻rA=Δu/ΔI=1/（ΔI/Δu）=1/tgβ由于伏安特性曲線上各點(diǎn)切線的斜率不相等，所以各點(diǎn)的交流電阻也不相等。由圖8可見(jiàn)，加在二極管兩面端的電壓越大（或流過(guò)二極管的電流越大），二極管所呈現(xiàn)的交流電阻越小。例如，B點(diǎn)的交流電阻就比A點(diǎn)的交流電阻小，因?yàn)锽點(diǎn)的切線斜率大一些。

3、 伏安特性曲線上同一點(diǎn)的直流電阻和交流電阻不相等。

A點(diǎn)的直流電阻RA=80Ω，而交流電阻rA=Δu/ΔI=（0。6-0。2）V/10mA=40Ω由于非線性元件所呈現(xiàn)的電阻不是一個(gè)常數(shù)，所以非線性元件的端電壓和流過(guò)它的電流之間不符合歐姆定律。由于非線性元件的直流電阻和交流電阻不相等，所以用萬(wàn)用表測(cè)得的直流電阻不能挪用到交流電路中。

二極管的分類和主要參數(shù)

按照PN結(jié)的結(jié)構(gòu)分類，二極管可分成點(diǎn)接觸型和面接觸型兩類。點(diǎn)接觸型二極管PN結(jié)的面積小，允許通過(guò)的電流較小，一般在十幾或幾十毫安以下。因?yàn)榻Y(jié)面積小，所以結(jié)電容小，適用于高頻電路。面接觸型二極管PN結(jié)的面積大，可以通過(guò)較大的電流，但是由于結(jié)電容大，只能用于低頻電路中。

二極管按材料分有鍺二極管和硅二極管兩種。按用途分，主要有普通二極管、整流二極管、開(kāi)關(guān)二極管、發(fā)光二極管和穩(wěn)壓二極管等。

最大整流電流和最高反向工作電壓是二極管的主要參數(shù)。IM是二極管長(zhǎng)期安全工作時(shí)允許通過(guò)的最大正向電流。二極管用于整流電路時(shí)工作電流不能超過(guò)IM。VB是二極管的反向擊穿電壓。二級(jí)管的最高反向工作電壓的數(shù)值不能超過(guò)VB。