itslabtime.com

電子元件 · 半導體器件

二極體的非線性電流電壓關係

二極體的電流並不簡單地隨著電壓線性變化。 隨著正向電壓的增加,電流可能會急劇增加,因此串聯電阻變得非常重要。

相關實驗:二極體伏安特性 →
二極體伏安特性
二極體伏安特性實驗場景 →

意義與機制

肖特基二極體的電流特性取決於方向,差異顯著。一個小訊號電阻或臨界電壓的值並非固定且普遍的數值。

如果結電位的效應向相反方向減小,電流將顯著增加。串電阻會分享一部分電源電壓,從而限制電流的突然增大。

關係與條件

施奧克勒近似公式為:I = Is[exp(Vd/(nVT))−1]。 在電路中,需要找到一個工作點,使其 Vin=IRs+Vd。

本次翻譯旨在準確傳達原文的韓文內容,並保留所有細微之處和假設。 本次翻譯不將簡單的冷卻解釋為相反的屈服和自熱。實驗中溫度反映的方法可能與實際裝置整體的溫度依賴關係有所不同。

觀察實驗中需要注意的事物

電流正向增加,並受到串聯電阻的限制。臨界電壓取決於所選的參考電流。

該模型使用 Shockley 方程,以及一個 100 Ω 的串聯電阻。 擊穿、自熱以及 LED 效率未包含在內。 溫度僅影響 VT,因此實際溫度依賴性與模型有所不同。 請使用該模擬,不要使用實際電源或電源插座進行復制。

關鍵關係與符號

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

符號及公式中使用的單位
符號含義單位
Vd二極體電壓V
Is飽和電流係數A
VT熱電壓V

透過範例確認

當忽略擊穿時,當矽型二極體施加 −5 V 的反向偏置時,其電流是多少?

接近 0 的反向電流

常見誤解

  • 二極體並非在精確的 0.7 V 時,突然都變成完美的導體。

透過實驗探索這個概念

參考文獻

OpenStax · 物理學:大學教材,第二卷 (英文版)