Anonymous
Anonymous asked in 科學工程學 · 1 decade ago

characteristic of diode

as subject ,

can you please tell me the characteristic of diode?

the detail is better.

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  • Anonymous
    1 decade ago
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    二極體的特性

    二極體的功能很容易瞭解:它只能讓電流向一個方向流動,有些像"單行道",

    它的符號就如同它的功能:

    另外有一件事得注意,它導通的時候(即電流方向為二極體所指的方向,

    且夠大)會有約0.6V~0.7V的電壓降,即此單行道不是免費的,It costs something

    to go through!以上是你在實際用二極體所需知道的東西。Is that all?

    "Almost"!

    於是乎我們把二極體的電流-電壓特性方程式( I-V characteristics)寫出來驗證:

    ) 1 ( / - = T k qV

    S

    B e I I h (eq. 1)

    我先把這奇怪公式裡的符號說明一下:q代表一個電子的電量,kB是波次曼常數

    (同學有沒有覺得"q and kB are something beyong circuits!"有點物理高貴的味

    假如你有吹頭髮的吹風機,請實

    驗時帶來,一組只要一支就夠

    了!

    + - + -

    (Yes) (No)

    此槓即

    實際元件形狀

    二極體的特性

    道),T是溫度(絕對的!)。Is為逆向飽和電流(Reverse Saturation Current),當

    加在二極體上的電壓V為負時,eq.1中之exp(qV/hkBT)∼0,∴I=-Is,故名之。h

    為理想參數,和二極體所用的材料和品質有關,一般在1和2之間。在室溫(∼

    300K)時,kBT/q約為25mV,於是式eq. 1中的"物理味"沒有了:

    ÷

    ÷ ø

    ö

    ç

    ç è

    æ

    - = × 1 025 . 0 h

    V

    s e I I (eq. 2)。

    二極體的I-V特性圖如下:

    有關上面二極體I-V圖的幾點說明:

    1. 通常二極體在導通時,工作電流∼5mA,此時它的壓降約為0.6V(圖中之

    Vcut-in,或叫切入電壓)。

    2. 反向電流很小,即Is<<1mA。

    3. 逆向偏壓太大時,二極體會"崩潰",一般二極體一崩潰就回不來了,別試!

    有另外一種特殊的二極體稱為稽納二極體(英文Zener Diode,好怪的名字),

    它的"崩潰"是可"控制"的,而且是可“恢復“的,它的崩潰電壓VBR可固定在某個

    電壓,例如本實驗所使用的稽納二極體,|VBR|大約是6V。

    它的I-V圖大約是:

    它的符號比較奇怪一點:

    ***

    現在我說明一下實驗中如何由I-V之數據求出eq. 1中之h:

    崩潰! 20mA If

    “BREAKDOWN”

    10mA Vcut-in

    -100V -50V V

    0 1V 2V

    -1μA

    BR

    -2μA

    I

    VBR

    -6V

    V

    _ +

    逆向偏壓

    “Reverse”

    順向偏壓

    “Forward

    請注意!順向和逆

    向I,V 所用單位不

    同。

    二極體的特性

    物理實驗(三)

    第3 頁

    先將式eq. 1左右取log:

    ÷

    ÷ ø

    ö

    ç

    ç è

    æ

    - + = 1 log log log T k

    qV

    s

    B e I I h ,

    在順向偏壓時V>>kBT/q (∼25mV)®exp(qV/hkBT)>>1,上式可改寫為:

    e

    V

    V

    I I

    T

    s log log log

    h

    + = (eq. 3)

    其中VT=kBT/q。

    假如用log I對V做圖,可得一直線,斜率為loge/hVT,縱軸截距為logIs。loge和

    VT已知,得斜率即可得知h。

    logI

    V

    logIs

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