二极管的反向特性
将二极管的正极接低电位点,负极接高电位点,这一状态叫做给二极管加“反向偏置”,简称二极管“反偏”。这时二极管表现出的特性就是“反向特性”。现在将一只硅材料二极管,接成如下图所示的电路,使二极管处于反向偏置,我们再来看看它的导电状态。
当外加电压从0V开始增大至几伏时,可以看到电流表有些微偏转,说明有微小电流通过二极管。然后将反向电压继续增大,在一段较大的变化范围内,这一小电流值并没有变化,我们称这一电流为二极管的“反向饱和电流”。由于反向电流非常小,大约只有几微安至几十微安,所以在分析电路时通常都将它忽略,认为二极管是截止的。这是因为外加反向电压与PN结内电场方向是一致的,外电场加强了内电场的影响,使PN结变得更厚了,多数载流子更是无法穿越PN结,只有极少量的少数载流子在外电场作用下通过PN结,形成极小的反向电流。
值得注意的是,当反向电压继续增大,达到几十伏(或更高)时,电流表指示反向会电流急剧增大,且越来越大,以至在很短的时间里二极管就烧毁了。
这种状态被称作二极管“反向击穿”,我们把开始出现击穿现象的电压值称为“反向击穿电压”。下图所示的曲线就表达了二极管的这一反向特性。
出现反向击穿的主要原因是:当反向电压很大时,在外电场和内电场共同作用下,PN结内共价键结构被“摧毁”,使大量原来被束缚的价电子在瞬间变成自由电子,载流子数量骤增,形成很大的电流。
所以普通二极管不应该工作于击穿状态。
不同材料组成的二极管,反向饱和电流大小不同,反向击穿电压的大小也不同。一般说来,硅材料二极管的反向饱和电流要比锗材料二极管小得多,而击穿电压则比锗材料二极管高一些。但同样材料的二极管由于制作工艺的差别,击穿电压值也会有很大不同,所以二极管的反向击穿电压在数值上是差异是很大的,使用中必须注意查看《手册》。
二极管在反向偏置时是什么状态
在电子电路中,二极管的正极接在低电位端,负极接在高电位端,此时二极管中几乎没有电流流过,此时二极管处于截止状态,这种连接方式,称为反向偏置。二极管处于反向偏置时,仍然会有微弱的反向电流流过二极管,称为漏电流。当二极管两端的反向电压增大到某一数值,反向电流会急剧增大,二极管将失去单方向导电特性,这种状态称为二极管的击穿。