半導(dǎo)體二極管的直流電阻和動態(tài)電阻如何區(qū)別?

發(fā)布時(shí)間:2023-11-13
半導(dǎo)體器件是一種非線性器件,它對直流和交流(或說動態(tài)量)呈現(xiàn)出不同的等效電阻。二極管的直流電阻是其工作在伏安特性上某一點(diǎn)時(shí)的端電壓與其電流之比,如圖1所示。
圖1 二極管的直流等效電阻
(a)電路(b)二極管伏安特性和工作點(diǎn)q(c)二極管的直流電阻
圖2所示電路中,在直流電源v的作用下,對應(yīng)于二極管電流id和二極管兩端電壓ud的點(diǎn)稱為靜態(tài)工作點(diǎn),如圖(b)中所注,該點(diǎn)對應(yīng)的直流電阻為
(1)
動態(tài)電阻是在一個(gè)固定的直流電壓和電流(即靜態(tài)工作點(diǎn)q)的基礎(chǔ)上、由交流信號ui引起特性曲線在q點(diǎn)附近的一小段電壓和電流的變化產(chǎn)生的。若該交流信號ui是低頻,而且幅度很?。ㄍǔ7Q低頻小信號),則由此引起的電流變化量也很小,則這一小段特性曲線可以用通過q點(diǎn)的切線來等效。
(a)電路(b)二極管伏安特性(c)二極管的動態(tài)電阻
圖2 二極管的低頻小信號等效
如圖2所示的電路中,若在q點(diǎn)的基礎(chǔ)上外加微小的低頻信號,二極管兩端產(chǎn)生的電壓變化量和電流變化量如圖(b)中所標(biāo)注,則此時(shí)的二極管可等效成一個(gè)動態(tài)電阻rd,如圖(c)所示。根據(jù)二極管的電流方程可得
q點(diǎn)附近(2)
rd是用以q點(diǎn)為切點(diǎn)的切線斜率的倒數(shù)。顯然,而q點(diǎn)在伏安特性上的位置不同,rd的數(shù)值將不同。根據(jù)二極管的電流方程
可得:
因此(3)
id為靜態(tài)電流,常溫下ut=26mv。從式(3)可知,靜態(tài)電流id越大,rd將越小。設(shè)ud=0.7v時(shí),id=2ma。由此可得直流電阻rd=350 而按式(3)可得動態(tài)電阻(交流電阻),二者相差甚遠(yuǎn),切不可混淆。
根據(jù)上面的釋疑,就應(yīng)該很容易理解當(dāng)用普通萬用電表的電阻檔對二極管進(jìn)行測量時(shí),所測到的電阻值應(yīng)該表示二極管的動態(tài)電阻還是直流電阻。
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