理想二極管將對(duì)一個(gè)方向流動(dòng)的電流起到短路作用，而對(duì)另一方向流動(dòng)的電流起到開路作用。當(dāng)二極管傳導(dǎo)電流時(shí)，它被稱為正向偏置，而當(dāng)它表現(xiàn)為開路時(shí)，它被稱為反向偏置。當(dāng)正向偏置時(shí)，實(shí)際二極管具有指數(shù)的電流與電壓 (I/ V ) 特性，超過(guò)指數(shù)的拐點(diǎn)，斜率變得非??常陡峭。二極管通常正向偏置，以便在其 I/ V特性的陡峭垂直部分工作，在這些部分表現(xiàn)出小的增量電阻；增量電阻定義為 I/ V斜率的倒數(shù)在偏置點(diǎn)附近的特性。當(dāng)二極管反向偏置時(shí)，流過(guò)非常小的漏電流。

在實(shí)驗(yàn)室中，我們?cè)谡蚱媚Ｊ较虏僮魅齻€(gè)不同顏色的 LED 和一個(gè) 1N914 信號(hào)二極管，并檢查每個(gè) LED 的指數(shù)電流與電壓特性。它們都表現(xiàn)出指數(shù)行為，在膝蓋出現(xiàn)的位置以及曲線超出膝蓋的陡峭程度方面存在一些差異。指數(shù)拐點(diǎn)處的正向偏置電壓通常被稱為切入電壓，因?yàn)槎O管剛剛開始傳導(dǎo)電流并且正在從有效開路“切入”到低電阻。因?yàn)?I/ V的斜率特性非常陡峭，超出了拐點(diǎn)，電壓的變化相對(duì)于電流的變化非常小。正因?yàn)槿绱耍O管電壓通常在很寬的電流范圍內(nèi)近似為一個(gè)常數(shù)，這使得二極管設(shè)計(jì)對(duì)于許多電路來(lái)說(shuō)都很簡(jiǎn)單。切入電壓和二極管特性通常不受嚴(yán)格控制，因此使用二極管進(jìn)行設(shè)計(jì)通常涉及近似值。

作為使用 LED 進(jìn)行設(shè)計(jì)的示例，我們可以觀察 I/ V特性并找到我們希望工作的電流區(qū)域。相對(duì)于電流的變化，該區(qū)域內(nèi)二極管電壓的變化很小，因此我們可以做的一件事是將二極管電壓置于電流范圍的中點(diǎn)并將其用作常數(shù)。例如，在實(shí)驗(yàn)室中，我們希望通過(guò)由 5 VDC 供電的 LED 獲得30 mA 電流。我們看到二極管電壓在 I/ V特性的這個(gè)區(qū)域中標(biāo)稱為 2 V ，因此我們將其用作二極管電壓的近似值（即使電流發(fā)生變化）。我們可以使用歐姆定律輕松計(jì)算出一個(gè)電阻器來(lái)設(shè)置近似的二極管電流，即 R = V /I = (5V - 2 V )/30 mA = 100 Ω。同樣的考慮也適用于信號(hào)二極管。當(dāng)信號(hào)二極管電壓在其 I/ V特性范圍 0.7 V至 0.8 V的陡峭部分正向偏置時(shí)，通常使用的典型值。這個(gè)小電壓范圍對(duì)應(yīng)于寬電流范圍。使用這種方法，我們可以為二極管開發(fā)一個(gè)原始電路模型，該模型由其小增量電阻與等于正向偏置電壓的直流電壓串聯(lián)組成。

指數(shù) I/ V特性依賴于稱為熱電壓的量，該量取決于二極管 pn 結(jié)溫。當(dāng)電流通過(guò)二極管時(shí)，其結(jié)溫因焦耳熱而升高，從而改變熱電壓。當(dāng)這種情況發(fā)生在任何設(shè)備中時(shí)，它被稱為自熱。當(dāng)電流變大時(shí)， 我們可以看到二極管中的自熱效應(yīng)表現(xiàn)為 I/ V特性的滯后。

1.理想二極管傳導(dǎo)沿一個(gè)方向流動(dòng)的電流，并對(duì)沿相反方向流動(dòng)的電流充當(dāng)開路。

2.一個(gè)二極管被偏置以使其傳導(dǎo)電流被稱為正向偏置，當(dāng)被偏置以使其不傳導(dǎo)電流時(shí)被稱為反向偏置。

3.現(xiàn)代實(shí)用的二極管由 pn 結(jié)構(gòu)成，在正向偏置時(shí)呈現(xiàn)指數(shù) I/ V特性。

4.二極管 pn 結(jié)在電流通過(guò)時(shí)會(huì)發(fā)射光子，廣泛用于生產(chǎn)各種顏色的 LED。

5.二極管具有不同的 I/ V特性，具體取決于構(gòu)成它們的材料。

6.由于二極管電壓在大電流變化時(shí)變化很小，因此二極管電壓在很寬的電流范圍內(nèi)可以近似為常數(shù)，從而簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)。

7.二極管 I/ V特性受自熱影響。