二极管导通压降详解

二极管，（英语： ），电子元件当中，一种具有两个电极的装置，只允许电流由单一方向流过，许多的使用是应用其整流的功能。而变容二极管（Varicap Diode）则用来当作电子式的可调 。大部分二极管所具备的电流方向性我们通常称之为“整流（Rec fying）”功能。二极管最普遍的功能就是只允许电流由单一方向通过（称为顺向偏压），反向时阻断 （称为逆向偏压）。因此，二极管可以想成电子版的逆止阀。早期的真空电子二极管；它是一种能够单向传导电流的电子器件。在半导体二极管内部有一个PN结两个引线端子，这种电子器件按照外加电压的方向，具备单向电流的传导性。一般来讲，晶体二极管是一个由p型半导体和n型半导体烧结形成的p-n结界面。在其界面的两侧形成空间电荷层，构成自建电场。当外加电压等于零时，由于p-n 结两边载流子的浓度差引起扩散电流和由自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态，这也是常态下的二极管特性。早期的二极管包含“猫须晶体（“Cat‘s Whisker” Crystals）”以及真空管（英国称为“热游离阀（Thermionic Valves）”）。现今最普遍的二极管大多是使用半导体材料如硅或锗。

工作原理

晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的pn结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。当不存在外加电压时，由于pn结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。当外界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。当外界有反向电压偏置时，外界电场和自建电场进一步加强，形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0。当外加的反向电压高到一定程度时，pn结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程，产生大量电子空穴对，产生了数值很大的反向击穿电流，称为二极管的击穿现象。pn结的反向击穿有齐纳击穿和雪崩击穿之分。

什么是二极管的压降和导通压降

二极管正向导通后，它的正向压降基本保持不变（硅管为0.7V，锗管为0.3V）。

正向特性

在电子电路中，将二极管的正极接在高电位端，负极接在低电位端，二极管就会导通，这种连接方式，称为正向偏置。必须说明，当加在二极管两端的正向电压很小时，二极管仍然不能导通，流过二极管的正向电流十分微弱。只有当正向电压达到某一数值（这一数值称为“门槛电压”，锗管约为0.2V，硅管约为0.6V）以后，二极管才能直正导通。导通后二极管两端的电压基本上保持不变（锗管约为0.3V，硅管约为0.7V），称为二极管的“正向压降”。

反向特性

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。

二极管导通压降的原理详解

1、二极管导通电压

二极管最大特性是具有单向导通性，因此被广泛应用于整流电路、开关电路、 等场合。所谓单向导电性，是指在二极管PN结两端接入反向电压时，二极管截止；在PN结两端接一定值的正向电压时，二极管才能导通。这个一定值的正向电压，就是二极管的正向导通压降。大学学习时常把二极管导通压降认定为0.7V，但实际上，二极管的正向导通压降并不是固定不变，而是和二极管流过的电流、环境温度有关，它们的关系如下。

i = IS（equ/kT - 1）

其中，IS是二极管的反向饱和电流，q是电子电量，k是玻尔兹曼常数，T是热力学温度。在二极管的datasheet中也可以看到正向电压的曲线图。

当温度一定时，流过二极管的电流越大，导通电压越大。本人由于需要，将1N4148接在电源输出端做防反接，当流过0～100mA电流时，1N4148输出端电压纹波达600mV，导致系统工作不正常。

由于二极管的导通压降和流过的电流成正比，减小电流的跳动范围，就可以减小导通压降的变化幅度。在二极管输出端加入10mA的恒定负载，当流过1N4148的电流从10mA至100mA时，输出电压纹波降到了260mV。

2、二极管结电容

二极管结电容也是容易被人忽视的重要参数。在低频电路中，结电容的影响可以忽略不计。但在高频电路中，结电容过大甚至能造成电路工作不正常。

以ESD保护二极管为例。为了防止外部静电损坏内部电路，在高速通讯接口处通常都会加上ESD保护器件。ESD本身存在数十皮法的结电容，由于高速信号驱动能力有限，结电容越大，总线频率越高，信号上升时间就越大，最终可能造成总线通讯失败。因此将二极管应用在高速信号上时，尽量选择结电容小的型号。

如果二极管型号已经确定无法修改，而又要降低结电容时该怎么办呢？

从上表看到，二极管结电容和其承受的反向电压呈反比，反向电压越大，结电容越小。因此可以通过增大二极管承受的反向电压来降低二极管的结电容。

了解半导体二极管的基本知识

半导体二极管； 英文缩写：D (Diode)

半导体二极管的分类：a 按材质分：硅二极管和锗二极管； b按用途分：整流二极管，检波二极管，稳压二极管，发光二极管，光电二极管，变容二极管等。

半导体二极管在电路中常用“D”加数字表示，如：D5表示编号为5的半导体二极管。

半导体二极管的导通电压是: a;硅二极管在两极加上电压,并且电压大于0.6V时才能导通,导通后电压保持在0.6-0.8V之间.

B;锗二极管在两极加上电压,并且电压大于0.2V时才能导通,导通后电压保持在0.2-0.3V之间.

半导体二极管主要特性是单向导电性，也就是在正向电压的作用下，导通电阻很小；而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。

半导体二极管可分为整流、检波、发光、光电、变容等作用。

半导体二极管的识别方法：

a;目视法判断半导体二极管的极性:一般在实物的电路图中可以通过眼睛直接看出半导体二极管的正负极.在实物中如果看到一端有颜色标示的是负极,另外一端是正极.

b;用万用表(指针表)判断半导体二极管的极性:通常选用万用表的欧姆档(R﹡100或R﹡1K),然后分别用万用表的两表笔分别出接到二极管的两个极上出,当二极管导通,测的阻值较小(一般几十欧姆至几千欧姆之间),这时黑表笔接的是二极管的正极,红表笔接的是二极管的负极.当测的阻值很大(一般为几百至几千欧姆),这时黑表笔接的是二极管的负极,红表笔接的是二极管的正极.

c;测试注意事项：用数字式万用表去测二极管时，红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极，此时测得的阻值才是二极管的正向导通阻值，这与指针式万用表的表笔接法刚好相反。

变容二极管是根据普通二极管内部 “PN结” 的结电容能随外加反向电压的变化而变化这一原理专门设计出来的一种特殊二极管。变容二极管在无绳电话机中主要用在手机或座机的高频调制电路上，实现低频信号调制到高频信号上，并发射出去。在工作状态，变容二极管调制电压一般加到负极上，使变容二极管的内部结电容容量随调制电压的变化而变化。

变容二极管发生故障，主要表现为漏电或性能变差：

（1）发生漏电现象时，高频调制电路将不工作或调制性能变差。

（2）变容性能变差时，高频调制电路的工作不稳定，使调制后的高频信号发送到对方被对方接收后产生失真。出现上述情况之一时，就应该更换同型号的变容二极管。

稳压二极管的基本知识

a、稳压二极管的稳压原理：稳压二极管的特点就是击穿后，其两端的电压基本保持不变。这样，当把稳压管接入电路以后，若由于电源电压发生波动，或其它原因造成电路中各点电压变动时，负载两端的电压将基本保持不变。

b、故障特点：稳压二极管的故障主要表现在开路、短路和稳压值不稳定。在这3种故障中，前一种故障表现出电源电压升高；后2种故障表现为电源电压变低到零伏或输出不稳定。

c、 常用稳压二极管的型号及稳压值如下表：型 号 1N4728 1N4729 1N4730 1N4732 1N4733 1N4734 1N4735 1N4744 1N4750 1N4751 1N4761稳压值 3.3V 3.6V 3.9V 4.7V 5.1V 5.6V 6.2V 15V 27V 30V 75V

半导体二极管的伏安特性：二极管的基本特性是单向导电性（注：硅管的导通电压为0.6－0.8V；锗管的导通电压为0.2－0.3V），而工程分析时通常采用的是0.7V.

半导体二极管的好坏判别:用万用表(指针表)R﹡100或R﹡1K档测量二极管的正,反向电阻要求在1K左右,反向电阻应在100K以上.总之,正向电阻越小,越好.反向电阻越大越好.若正向电阻无穷大,说明二极管内部断路,若反向电阻为零,表明二极管已击穿,内部断开或击穿的二极管均不能使用。

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