二極管反向偏置操作

如果在PN結(jié)兩端施加反向偏置電壓，該耗盡區(qū)將擴(kuò)大，進(jìn)一步抵抗通過它的電流（下圖）：

圖：耗盡層隨著反向偏置而擴(kuò)大

反向偏置操作

由于耗盡區(qū)擴(kuò)大，反向偏置二極管可防止電流通過實(shí)際上，極少量的電流可以并且確實(shí)通過反向偏置二極管，稱為漏電流，但在大多數(shù)情況下可以忽略。

二極管承受反向偏置電壓的能力是有限的，就像任何絕緣體一樣。如果施加的反向偏置電壓變得太大，二極管將經(jīng)歷稱為擊穿的情況（下圖），這通常是破壞性的。

圖：二極管曲線：顯示0.7V硅正向偏壓和反向擊穿時(shí)的拐點(diǎn)。

二極管的最大反向偏置電壓額定值稱為峰值反向電壓（PIV），可從制造商處獲得與正向電壓一樣，二極管的為峰值反向電壓（PIV）額定值隨溫度而變化，但為峰值反向電壓（PIV）隨溫度升高而增加，并隨著二極管變冷而降低——與正向電壓的值正好相反。

二極管I/V特性

如上所述，二極管的操作也可以通過稱為“特性曲線”的特殊圖形來描述。該圖顯示了與器件不同端子相關(guān)的實(shí)際電流和電壓之間的關(guān)系。了解這些圖表有助于了解器件的操作方式。

對(duì)于二極管，特性曲線稱為I/V特性，因?yàn)樗@示了陽極和陰極之間施加的電壓與流經(jīng)二極管的電流之間的關(guān)系。典型的I/V特性如圖2.0.7所示。

圖2.0.7:典型的二極管I/V特性

圖形的軸顯示正值和負(fù)值，因此在中心相交。對(duì)于電流（Y軸）和電壓（X軸），交點(diǎn)的值都為零。+I和+V軸（圖表的右上角區(qū)域）顯示了在初始零電流區(qū)域之后電流急劇上升。

這是陽極為正，陰極為負(fù)時(shí)二極管的正向偏置。最初沒有電流流動(dòng)，直到施加的電壓超過正向結(jié)電位。此后，電流以近似指數(shù)方式急劇上升。

-V和-I軸顯示反向偏置條件（圖形的左下方區(qū)域）。在這里可以看出，隨著反向電壓的增加，一個(gè)非常小的漏電流增加。然而，一旦達(dá)到反向擊穿電壓，反向電流(-I)就會(huì)急劇增加。

通常，通用“整流器”二極管的為峰值反向電壓（PIV）額定值在室溫下至少為50V具有數(shù)千V為峰值反向電壓（PIV）額定值的二極管以適中的價(jià)格提供。

圖2.0.6:二極管反向偏置

當(dāng)二極管反向偏置時(shí)（陽極接負(fù)電壓，陰極接正電壓），如圖2.0.6所示，正空穴被吸引向陽極上的負(fù)電壓并遠(yuǎn)離結(jié)。同樣，負(fù)電子從結(jié)處被吸引到施加到陰極的正電壓上。

隨著耗盡層變寬，這種作用在沒有任何電荷載流子（正空穴或負(fù)電子）的結(jié)處留下更大的區(qū)域。

由于結(jié)區(qū)現(xiàn)在耗盡了電荷載流子，它充當(dāng)絕緣體，并且隨著以相反極性施加更高的電壓，隨著更多電荷載流子遠(yuǎn)離結(jié)，耗盡層變得更寬。二極管不會(huì)在施加反向電壓（反向偏置）時(shí)導(dǎo)通，在硅二極管中通常小于25nA。

但是，如果施加的電壓達(dá)到稱為“反向擊穿電壓”(VRRM)的值，則反向電流會(huì)急劇增加到一定程度，如果電流不受某種方式的限制，二極管將被損壞。

審核編輯：劉清