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常用电子元件基础知识,你知道吗?


二级管的伏安特性曲线

(一) 什么是伏安特性曲线

从正确使用二极管的要求出发,首先应该弄清加在二极管两端的电压u与通过二极管的电流I之间的关系。通常电压用伏(V)表示,电流用安(A)表示,所以二极管的电压与电流的关系,称为二极管的"伏安特性"。把一组组二极管电压、电流的数据以几何曲线的形式描绘出来,就成了二极管的"伏安特性曲线"

(二) 二极管伏安特性曲线的特点

下面将其特征归纳成以下五点加以说明。

1、 当二极管两端的电压u为零时,电流I也为零,所以特性曲线从座标原点开始。

2、当二极管接上正向电压时,随着电压的逐渐增加,电流也跟着增加。但在开始的一段,电流增加很慢。图5中OA和OA'段的情况表明二极管在开始导电时正向电阻是比较大的。当二极管两端的电压超过一定的数值u。以后(u。称为列区电压),二极管的电阴变得很小,正向电流开始显著增加,特性曲线对应图5所示AB和AB'段的情况。在二极管导通时,二极管两端的正向压降比死区电压稍大一些。通常硅管的正向压降为0.6-0.8伏,锗管的正向压降为0.1-0.3伏。

3、当二极管接上反向电压时,最初,随着反向电压的逐渐增大(大约在由0到-1伏的范围内),反向电流也跟着逐渐增大。但是,当外加反向电压大约超过-1伏以后,反向电流即不再跟着增大。

4、当外加反向电压继续增大到一定数值时,反向电流突然增大,这就是PN结的反向击穿现象。

5、二极管正向运用时电流大(电压大于一定数值时),管子导通,反向运用时电流很小,管子接近截止。这就是二极管最主要的特性--单向导电特性。二极管的伏安特性曲线不是直线,这说明二极管不是一个线性元件。这是二极管的一个重要特性。

二极管是一种非线性元件

什么是非线性元件

电阻上电压和电流之间的比值是一个常数。在电流I为纵轴、电压u为横轴的直角坐标系中,电阻的伏安特性是一条直线,如图6。凡是伏安特性是直线(即符合欧姆定律)的元件,就称为线性元件,相反的,伏安特性不是直线的元件,则称为非线性元件。

(一) 性元件的特点

(二) 线性元件相比较,二极管这种非线性元件所呈现的电阻具有以下特点:

1、 伏安特性曲线上各点的直流电阻不相等。

伏安特性曲线上某一点的直流电阻,就是该点所对就的电压u与电流I的比值。例如,在图7中,A点的直流电阻RA=uA/IA=0。4V/5mA=80Ω B点的直流电阻RB=uB/IB=0.6V/15mA=40Ω用同样的方法可求出曲线上其它各点的直流电阻,它们都是不相等的。伏安特性曲线上某点直流电阻的几何意义,就是该点割线斜率的倒数。例如A点的直流电阻是割线OA斜率的倒数,即RA=uA/IA=1/(IA/uA)=1/tga。B点的直流电阻是割线OB斜率的倒数,即RB=uB/IB=1/(IB/uB)=1/rgQ

2、 伏安特性曲线上各点的交流电阻不相等。

伏安特性曲线上某点的交流电阻,就是该点附近电压的变化量Δu与相对应的电流变化量ΔI的比值。交流电阻的几何意义就是该点切线的斜率的倒数。例如在图8中,A点的交流电阻rA=Δu/ΔI=1/(ΔI/Δu)=1/tgβ由于伏安特性曲线上各点切线的斜率不相等,所以各点的交流电阻也不相等。由图8可见,加在二极管两面端的电压越大(或流过二极管的电流越大),二极管所呈现的交流电阻越小。例如,B点的交流电阻就比A点的交流电阻小,因为B点的切线斜率大一些。

3、 伏安特性曲线上同一点的直流电阻和交流电阻不相等。

A点的直流电阻RA=80Ω,而交流电阻rA=Δu/ΔI=(0。6-0。2)V/10mA=40Ω由于非线性元件所呈现的电阻不是一个常数,所以非线性元件的端电压和流过它的电流之间不符合欧姆定律。由于非线性元件的直流电阻和交流电阻不相等,所以用万用表测得的直流电阻不能挪用到交流电路中。

二极管的分类和主要参数

按照PN结的结构分类,二极管可分成点接触型和面接触型两类。点接触型二极管PN结的面积小,允许通过的电流较小,一般在十几或几十毫安以下。因为结面积小,所以结电容小,适用于高频电路。面接触型二极管PN结的面积大,可以通过较大的电流,但是由于结电容大,只能用于低频电路中。

二极管按材料分有锗二极管和硅二极管两种。按用途分,主要有普通二极管、整流二极管、开关二极管、发光二极管和稳压二极管等。

最大整流电流和最高反向工作电压是二极管的主要参数。IM是二极管长期安全工作时允许通过的最大正向电流。二极管用于整流电路时工作电流不能超过IM。VB是二极管的反向击穿电压。二级管的最高反向工作电压的数值不能超过VB。

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