二極體特性

正向偏置和反向偏置操作有不同的電流刻度。曲線的正向部分表明，當P區接正，N區接負時，二極體很容易導通。

在高阻方向，即當P區接負，N區接正時，二極體幾乎不導通電流。現在，空穴和電子從結區被移走，導致勢壘電位增加。這種情況由曲線的反向電流部分表示。

曲線的虛線部分表示理想曲線，如果不存在雪崩擊穿，就會出現這種曲線。下圖顯示了結型二極體的靜態特性。

二極體IV特性

二極體的正向和反向電流電壓（IV）特性通常在單個特性曲線上進行比較。正向特性部分下顯示的圖表明，正向電壓和反向電壓通常繪製在圖表的水平線上。

正向和反向電流值顯示在圖表的垂直軸上。正向電壓表示在右側，反向電壓表示在左側。起始點或零值位於圖表的中心。正向電流在水平軸上方延伸，反向電流向下延伸。

組合的正向電壓和正向電流值位於圖表的右上方，反向電壓和反向電流位於左下方。通常使用不同的刻度來顯示正向和反向值。

正向特性

當二極體正向偏置時，它會沿正向導通電流（IF）。IF的值直接取決於正向電壓的大小。正向電壓和正向電流的關係稱為二極體的安培-伏特或IV特性。下圖顯示了典型的二極體正向IV特性。

以下是觀察結果 -

• 正向電壓是在二極體兩端測量的，正向電流是透過二極體的電流的量度。

• 當二極體上的正向電壓等於0V時，正向電流（IF）等於0 mA。

• 當值從圖表的起始點（0）開始時，如果VF以0.1-V的步長逐漸增加，IF開始上升。

• 當VF的值足夠大以克服PN接面的勢壘電位時，IF會大幅增加。發生這種情況的點通常稱為膝電壓V_K。對於鍺二極體，V_K大約為0.3 V，對於矽二極體為0.7 V。

• 如果IF的值超過V_K太多，正向電流會變得非常大。

此操作會導致結區產生過多的熱量，並可能損壞二極體。為了避免這種情況，一個保護電阻與二極體串聯連線。該電阻將正向電流限制在其最大額定值。通常，當二極體在正向工作時，會使用限流電阻。

反向特性

當二極體反向偏置時，它會導通反向電流，該電流通常非常小。上圖顯示了典型的二極體反向IV特性。

此圖中的垂直反向電流線以微安為單位表示電流值。參與反向電流傳導的少數載流子的數量非常小。一般來說，這意味著反向電流在很大一部分反向電壓範圍內保持恆定。當二極體的反向電壓從開始增加時，反向電流變化非常小。在擊穿電壓（VBR）點，電流迅速增加。此時，二極體兩端的電壓保持相對恆定。

這種恆壓特性導致二極體在反向偏置條件下有許多應用。導致反向偏置二極體中電流傳導的過程稱為雪崩擊穿和齊納擊穿。

二極體規格

與任何其他選擇一樣，必須考慮為特定應用選擇二極體。製造商通常提供此類資訊。規格如最大電壓和電流額定值、常用工作條件、機械特性、引線識別、安裝程式等。

以下是一些重要的規格 -

• 最大正向電流（IFM） - 可以透過二極體的最大絕對重複正向電流。

• 最大反向電壓（VRM） - 可以施加到二極體上的最大絕對值或峰值反向偏置電壓。

• 反向擊穿電壓（VBR） - 發生擊穿的最小穩態反向電壓。

• 最大正向浪湧電流（IFM-浪湧） - 可以承受短時間間隔的最大電流。此電流值遠大於IFM。

• 最大反向電流（IR） - 在器件工作溫度下可以承受的最大絕對反向電流。

• 正向電壓（VF） - 在器件工作溫度下，給定正向電流的最大正向壓降。

• 功耗（PD） - 器件在25°C自由空氣中可以安全持續吸收的最大功率。

• 反向恢復時間（Trr） - 器件從導通狀態切換到截止狀態所需的最大時間。

重要術語

• 擊穿電壓 - 它是PN接面在反向電流突然上升時擊穿的最小反向偏置電壓。

• 膝電壓 - 它是透過結區的電流開始迅速增加時的正向電壓。

• 峰值反向電壓 - 它是可以施加到PN接面上的最大反向電壓，而不會損壞它。

• 最大正向額定值 - 它是PN接面可以承受的最高瞬時正向電流，而不會損壞它。

• 最大功率額定值 - 它是可以從結區耗散的最大功率，而不會損壞結區。