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电子元件 · 半导体器件

二极管的非线性电流电压关系

二极体的电流并不简单地随着电压线性变化。 随着正向电压的增加,电流可能会急剧增加,因此串联电阻变得非常重要。

相关实验:二极管伏安特性 →
二极管伏安特性
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意义与机制

肖特基二极管的电流特性取决于方向,差异显著。一个小信号电阻或阈值电压的值并非固定且普遍的数值。

如果结电势的效应向相反方向减小,电流将显著增加。串电阻会分享一部分电源电压,从而限制电流的突然增大。

关系与条件

施奥克勒近似公式为:I = Is[exp(Vd/(nVT))−1]。 在电路中,需要找到一个工作点,使其 Vin=IRs+Vd。

本次翻译旨在准确传达原文的韩文内容,并保留所有细微之处和假设。 本次翻译不将简单的冷却解释为相反的屈服和自热。实验中温度反映的方法可能与实际设备整体的温度依赖关系有所不同。

观察实验中需要注意的事物

电流正向增加,并受到串联电阻的限制。阈值电压取决于所选的参考电流。

该模型使用 Shockley 方程,以及一个 100 Ω 的串联电阻。 击穿、自热以及 LED 效率未包含在内。 温度仅影响 VT,因此实际温度依赖性与模型有所不同。 请使用该模拟,不要使用实际电源或电源插座进行复制。

关键关系与符号

I = Is(exp(Vd/(nVT)) − 1) · Vin = IRs + Vd

符号及公式中使用的单位
符号含义单位
Vd二极管电压V
Is饱和电流系数A
VT热电压V

工作实例

当忽略击穿时,当硅型二极管施加 −5 V 的反向偏置时,其电流是多少?

接近 0 的反向电流

常见误解

  • 二极体并非在精确的 0.7 V 时,突然都变成完美的导体。

通过实验探索这个概念

参考文献

OpenStax · 物理学:大学教材,第二卷 (英文版)