二极管的伏安特性、主要参数及应用举例

二极管是一个PN结构，具有单向导电性。

PN结是在杂质半导体的基础上形成的一种具有特殊性质的物理结构，是由P型和N型半导体通过一定的方法结合起来，在两者的界面处形成具有特殊性质的物理结构——PN结，它是常用的二极管、三极管结构的物理基础，二极管的单向导电性就是由它决定的。在PN结二端加上引线并进行封装，就成为晶体二极管，简称二极管。

常用的二极管的类型很多，主要应用有：整流电路，钳位电路，限幅电路和元件保护电路等。

极管的文字符号在国际标准中用VD表示，在中国用D来表示。常见的二极管外形和符号如图所示。

一、二极管的伏安特性

二极管的伏安特性就是指在二极管两端加电压时，通过二极管的电流与所加电压的关系.

关系用曲线表示，则称为伏安特性曲线

如图所示

（1）当二极管外加正向很小时，正向电流很微弱。只有当正向电压超过某值后，正向电流明显增大，这一电压称为导通电压或门限电压，用UTH表示。在室温下，硅管的UTH= 0．5～0．6V。锗管的UTH＝0．1～0．2V。二极管导通后，随电压增大，电流将迅速增大；

（2）当二极管两端加上反向电压时，只有极微弱反向电流通过。在温度一定情况下，反向电压值变化时，反向电流基本不变，所以，常称之为反向饱和电流，记作IS。小功率硅管的Is一般小于0．1μA，而锗管约几个微安。

（3）当反向电压达到某值时，如图2.4中达到约－50V时，二极管进入反向击穿状态。此时，uD只要有一点点变化，电流值就会迅速变大。这种状态称为反向击穿状态，稳压二极管则是利用该特性。

二、二极管的主要参数

1.最大整流电流IF：二极管长期连续工作时，所允许通过电流的最大值

2.最高反向工作电压URM：二极管工作时，所能允许的最大的反向工作电压

3.最高工作频率fM：fM是二极管工作的上限截止频率。超过此值时，由于结电容的作用，二极管将不能很好地体现单向导电性。

三、二极管应用举例

1.整流：整流就是把交流电变为脉动直流电。利用二极管的单向导电性，可以实现整流。

2.限幅：利用二极管导通后压降很小且基本不变的特性，可以构成限幅电路，使输出电压幅度限制在某一电压值内。

3.保护：电子电路中，常利用二极管来保护其他元器件免受过高电压的损害 。

限幅举例：

二极管限幅电路及波形 二极管限幅电路及波形

由于二极管存在导通压降，因此输入正弦波信号，输出信号为被削顶的波形。

保护举例：

二极管保护作用

当开关闭合时，电池开始放电，由于二极管具有单向导电性，电流经开关S直接到电阻R和电感L，再流回电池负极，当开关断开的时候，由于电感具有储能的作用，此时回路又被断开，所以此刻，电流就会经过二极管再到电阻R和电感L，如此往复，知道电能消耗完毕，起到保护电路的作用。

整流举例：

由于二极管具有单向导电性，因此正半轴信号可以经过二极管，而负半轴信号无法经过二极管，就导致输出的波形不是完整的波形，而是经过整流后只留有正半轴信号的脉冲。

在整流时，二极管的参数最大整流电流应满足:IF≥IL＝0.45U2/RL

反向工作电压应满足：

四、发光二极管（LED）与发光数字管：

发光二极管是用特殊的半导体材料（如砷化镓等）制成的。材料不同所发出的光的颜色就不同。

发光二极管特点是：工作时导通电压比普通二极管大，其工作电压随材料的不同而不同，一般为1.7V～2.4V。普通绿、黄、红、橙色发光二极管工作电压约为2V；白色发光二极管的工作电压通常高于2.4V；蓝色发光二极管的工作电压一般高于3.3V。发光二极管的工作电流一般在2mA～25mA的范围。

以上内容则是二极管的应用的相关知识，在实际设计场合，还会有更多的应用以及二极管种类，需要更加实际开发工作去详细的了解。