二极管（Diode）伏安特性、技术参数和项目中的应用

在正向偏置下，二极管呈现出良好的导电性能，可以允许电流通过；而在反向偏置下，二极管具有很高的阻断能力，几乎不允许电流通过。这是由构成二极管的PN结的单向导电性决定的。

❶二极管伏安特性曲线

图中的Uon为正向导通电压，当二极管加正向电压导通后，其正向压降基本保持不变，锗管正向导通压降约为0.2~0.3V、硅管约为0.6~0.8V。当环境温度升高时，二极管的正向导通压降将减小（二极管正向导通压降具有负的温度系数），反向漏电流IR将增大，如图中红色虚线所示。

❷二极管主要参数

对二极管参数的理解，有助于我们在设计中更好的使用和选择二极管以满足项目的需要。二极管的主要参数有：正向电流IF、反向漏电流IR、最大反向工作电压UR、响应时间、最大工作频率fM等。在选用二极管时，应根据用途决定着重考虑哪些参数。

1.IF：正向电流

正向电流（Forward Current）是二极管长期正向导通且不会损坏的最大电流，类似于功率器件的最大额定功率，在选用二极管时，流过二极管的电流不要超过该值，否则可能因为结温过高而烧坏二极管。

2.IR:反向漏电流

反向电流（Reverse Current）是二极管没有反向击穿情况下的反向电流，反向电流越小，二极管的单向导电性能越好。

3.UR：最大反向工作电压

最大反向电压（Maximum Reverse Voltage)是二极管正常工作时允许外加的最大反向电压值，超过该值，二极管可能反向击穿损坏。注意区别于反向击穿电压UBR，UR一般为反向击穿电压的一半左右。

4.响应时间：

响应时间包括了二极管从未导通到导通的时间和从导通到关断的时间。TVS二极管（瞬态电压抑制二极管）的响应时间就应该足够快，以便于在瞬态电压出现时能够迅速响应，来保护被保护电路不被损坏。

5.fM:最大工作频率

无论是二极管还是三极管，在PN结处都存在结电容，当工作频率很高时，结电容容抗Xc=1/2πfC就会很小，近似于将二极管短路，二极管的单向导电性将变差，不能很好的工作。对于高频电路，在选择二极管时要注意考虑fM的影响。

❸二极管工程中的应用

1.整流：

半波整流

全波整流

常用的整流二极管

整流二极管选择时主要考虑正向电流IF和最大反向工作电压UR。1N400X系列的整流管反向工作电压范围为：50~1000V，平均整流电流为1A。其中，1N4001的反向工作电压为50V左右，与Multisim仿真结果基本一致。1N4002的反向工作电压为100V左右，选择时需根据实际情况选择合适的整流二极管。

2.电平匹配：

当二极管加正向电压导通后，其正向压降基本保持不变，锗管正向导通压降约为0.2~0.3V、硅管约为0.6~0.8V，在实际工程应用中可以串联多个二极管，达到电压匹配的目的。

3.稳压：

稳压二极管（也叫齐纳二极管）可以工作在反向击穿状态下，使其电压保持在一个固定值上。

由上图所示，齐纳二极管的稳压值Vz在5~6V左右时，其温度系数为0。且温度系数与流过稳压二极管的电流有关，比如当流过稳压二极管的电流为0.1mA，稳压值为5.5V左右时，其温度系数为0。低于5.5V，稳压管温度系数小于零，高于5.5V，稳压管温度系数大于零。

这是由于稳压管低压时的齐纳击穿具有负的温度系数，高压时的雪崩击穿具有正的温度系数。在5~6V左右，两种击穿形式并存，且程度相当，因此温度系数为0。

实际应用中，大多情况下是通过控制流过稳压管的电流使其具有一定的正温度系数，然后再串联一个正向的二极管，因为二极管的正向压降具有负的温度系数（文章开始有解释），使二者的温度系数相互抵消，来达到极低的温度系数的目的。这类稳压管不仅温度系数极低，而且具有很好的长期稳定性。