Вольт-амперная характеристика диода

Диод не является идеальным выключателем. Его ток нелинейно зависит от напряжения и температуры. При прямом смещении потенциальный барьер уменьшается и ток быстро растёт; при обратном смещении течёт малый ток утечки, пока напряжение не достигнет области пробоя.

Фраза «у кремниевого диода падение 0,7 В» полезна как грубая оценка, но не является фундаментальной константой. Прямое напряжение зависит от тока, температуры, площади перехода и технологии прибора.

• Прямое смещение означает более высокий потенциал анода относительно катода для обычного p-n-диода.
• В прямом направлении ток возрастает экспоненциально в широком диапазоне малых/средних токов.
• В обратном направлении до пробоя течёт небольшой ток утечки, сильно зависящий от температуры.
• Пробой может быть лавинным или туннельным/зенеровским в зависимости от структуры и напряжения.
• Максимальный ток и обратное напряжение ограничены нагревом и конструкцией корпуса.

Уравнение Шокли описывает идеализированную зависимость I≈Is(exp(U/nVT)−1). В практической схеме при больших токах проявляется последовательное сопротивление, а при обратном напряжении важны утечки и пробой. Поэтому реальная ВАХ отличается от идеальной.

Температурный рост обычно уменьшает прямое напряжение при фиксированном токе и увеличивает ток утечки. Это важно для параллельного соединения диодов, теплового режима и диагностики.

Снимите несколько точек прямой ВАХ на низковольтном стенде с ограничивающим резистором. Не пытайтесь экспериментально достигать разрушительного обратного пробоя случайного диода.

1. Определите анод и катод по схеме и маркировке.
2. Проверьте диод мультиметром в diode mode в обоих направлениях.
3. Соберите цепь с источником и резистором, изменяйте напряжение небольшими шагами и измеряйте Udiode и I.
4. Постройте несколько точек ВАХ и отметьте нелинейность.
5. Сравните измеренное прямое напряжение с техническое описание при близком токе.

• Считать 0,7 В неизменным прямым напряжением любого кремниевого диода.
• Оценивать диод только по прозвонке без проверки его токового и напряженческого рейтинга.
• Путать допустимый обратный режим со специально используемым пробоем стабилитрона.
• Игнорировать температуру при сравнении ВАХ.

Короткозамкнутый диод показывает малое падение в обоих направлениях; обрыв — отсутствие проводимости в обоих, но измерение в схеме может искажаться параллельными ветвями. Силовой диод также проверяют на утечку и работу под током, если простой diode test недостаточен.

ВАХ объясняет, почему диод нельзя заменить идеальным односторонним проводником. Его реальный режим определяется током, напряжением, температурой и пределами техническое описание.