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二极管其实并非单向导电
作者: 编辑: 来源: 发布日期: 2019.12.30
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二极管的基本特性说起二极管相信大家都知道,它在电子电路中起到一个非常关键的作,它有一个非常重要的特性--单向导电性。也就是说电流只能从正极(…
  二极管的基本特性说起二极管相信大家都知道,它在电子电路中起到一个非常关键的作,它有一个非常重要的特性--单向导电性。也就是说电流只能从正极(阳极)流向它的负极(阴极),我们就可以利用二极管这个特性来实现整流、检波、限幅、保护等等作用。
  可是二极管真的是绝对的单向导电吗?答案是否定的!
  每一种类型的二极管都有一个详细的工作参数:比如最大正向电流、最高反向电压、反向恢复时间、反向电流等等。
  反向电流是怎么回事?不是说好单向导电的吗?反向怎么会有电流?
  反向电流产生的主要原因是因为有结电容的存在;当二极管通过交流电的时候因为二极管的单向导电性它可以把交流电变成直流电,但同时因为它自身存在电容效应(虽然电容量非常小)交流电的负半周也会逆向流过二极管(寄生电容)形成反向电流,反向电流的大小是由二极管结电容的容量决定的。同时它和反向恢复时间也是密切相关的,结电容越大反向恢复时间就越长(因为电容的充放电需要时间)这也直接限制了了二极管的工作频率,当频率高到一定程度二极管的单向导电特性就将彻底消失那么问题来,到底什么是结电容?为什么会有结电容?结电容是怎么产生的?有没有办法把这该死的结电容灭了?
  要搞清楚这个问题就必须要根据它的结构和原理来分析,它分别存在两种电容,即:扩散电容、势垒电容。
  扩散电容:p-n结在正偏时所表现出的一种微分电容效应。pn结扩散电容是来自于非平衡少数载流子(简称非平衡少子)在pn结两边的中性区内的电荷存储所造成的电容效应;简单来说就是因为PN结加正向电压的时候由于P\N区的电荷浓度差的变化就会有电荷的积累和释放,这个积累和释放的过程就等同于一个电容充放电,这是由二极管特殊的材料和结构所决定的,所以扩散电容无法消除。
  势垒电容:PN结加反向电压的时候由于PN结反向截止电流不能直接流过二极管,PN结的两个电极就相对绝缘,这恰恰就构成了一个电容器的原型:任何绝缘体中的两个金属导体都存在电容效应,电容的容量与两极的距离成反比,与两极的面积成正比。
  也就是说二极管的电极面积越大它的结电容就越大,比如面接触型的整流二极管,它的电极接触面很大,适合通过大电流。但同时也因为电极的面积增大从而增大了它的结电容,这也限制了它的工作频率。
  而PN结面积越小结电容就越小,同时它能够通过的电流也就越小,比如点接触型的检波二极管,它不需要流过太大电流,它的电极面积非常小,这样就可以严格控制结电容从而保证高频检波的质量。

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