正向電壓

正向電壓

陽極相對於陰極為正時,施加在閥或橋臂的陽極與陰極端子間的電壓。如當電源的正極與二極體的正極相連,電源的負極與二極體的負極相連,此時的電壓為正向電壓。

介紹

當電源的正極與二極體的正極相連,電源的負極與二極體的負極相連,此時的電壓為正向電壓;當電源的正極與二極體的負極相連,電源的負極與二極體的正極相連,此時的電壓為反向電壓。 二極體是半導體器件,半導體二極體器件的基礎。當PN結兩端加正向電壓(即P側接電源的正極,N側接電源的負極),此時PN結呈現的電阻很低,正向電流大(PN結處於導通狀態)。相當於在兩端加上了正向電壓,它處於導通狀態,電阻很小,此電阻叫正向電阻,只有幾歐姆,如有燈泡和它串聯,燈泡會發光;當PN結兩端加反向電壓(即P側接電源的負極,N側接電源的正極),此時PN結呈現很高的電阻,反向電流微弱(PN結處於截止狀態),這就是PN結的單嚮導電性。當在兩端加上反向電壓時,它處於截止狀態,電阻很大,此電阻叫反向電阻,有幾千歐姆,如有燈泡和它串聯,燈泡不發光。

特點

溫度影響

在環境溫度升高時,正向特性曲線將左移,反向特性曲線將下移,如圖所示。在室溫附近,溫度每升高1℃,正向壓降減小2~2.5mV;溫度每升高10℃,反向電流約增大一倍。

正向電壓特性受溫度影響曲線 正向電壓特性受溫度影響曲線

材料影響

不同的材料對應的正向電壓的值不同,相應的正向電壓的變化特性也不同。

作用

在外電場作用下,多子將向PN結移動,結果使空間電荷區變窄,內電場被削弱,有利於多子的擴散而不利於少子的漂移,擴散運動起主要作用。這個內電場就是二極體導通後的壓降,它是內電場形成的,所以不能變化。

實際上,當電流較大時則要考慮二極體電阻分量的壓降了,目前知道,二極體除了具有PN結,還具有半導體材料的體電阻,封裝綁定線的電阻及引腳的電阻,由於電阻的分壓,隨著電流的增大二極體壓降也會增大,這些電阻分量在幾百mA至幾A的情況下,壓降是很明顯的,可以認為,在小電流時主要由伏安特性決定壓降,而大電流時則主要由體電阻決定壓降。

套用

正向電壓法測量LED燈具的結溫

隨著綠色低碳理念的倡導,具有高效節能、綠色環保等優點的以LED為光源的燈具(以下簡稱“LED燈具”)在全球範圍內得到迅猛的發展。LED燈具的壽命無疑是其質量特性的一個重要指標。測量LED結溫的常用方法有紅外熱像儀法、正向壓降法、光譜法以及光熱阻掃描法等等,其中正向壓降法最為常用。根據的是LED正向電壓隨溫度變化的原理。

測量示意圖 測量示意圖

影響鎂合金表面微弧氧化膜層厚度

用微弧氧化技術,以30g/L的磷酸鈉為電解液,利用系統的XRD手段研究了正向電壓對AZ31鎂合金表面微弧氧化膜層不同厚度的相組成,計算出晶粒尺寸、晶面間距和殘餘應力的分布規律。結果表明:電壓不同膜層中各深度相的衍射峰強度、相組成和結晶度都不同,晶粒尺寸隨電壓增加而變粗,且同一電壓製備的膜層在同一晶向不同厚度的晶粒尺寸不一樣,其值呈至膜層表面距離減小而減小,晶面間距也呈減小趨勢;MgO相組成的塗層殘餘應力處於拉應力,其值隨電壓增加而顯著減小。

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