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正向電壓

鎖定
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管的正極相連,電源的負極與二極管的負極相連,此時的電壓為正向電壓。
中文名
正向電壓
外文名
direct voltage
描述對象
電路中的電壓
領    域
電力等

正向電壓介紹

當電源的正極與二極管的正極相連,電源的負極與二極管的負極相連,此時的電壓為正向電壓;當電源的正極與二極管的負極相連,電源的負極與二極管的正極相連,此時的電壓為反向電壓。 二極管是半導體器件,半導體二極管器件的基礎。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結的單向導電性。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。

正向電壓特點

正向電壓温度影響

在環境温度升高時,正向特性曲線將左移,反向特性曲線將下移,如圖1:正向電壓特性受温度影響曲線圖所示。在室温附近,温度每升高1℃,正向壓降減小2~2.5mV;温度每升高10℃,反向電流約增大一倍。 [1] 
圖1:正向電壓特性受温度影響曲線圖 圖1:正向電壓特性受温度影響曲線圖

正向電壓材料影響

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。

正向電壓作用

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管導通後的壓降,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管電阻分量的壓降了,目前知道,二極管除了具有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,隨着電流的增大二極管壓降也會增大,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。

正向電壓應用

正向電壓法測量LED燈具的結温
隨着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結温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正向電壓隨温度變化的原理。 [2] 
圖2:測量示意圖 圖2:測量示意圖
影響鎂合金表面微弧氧化膜層厚度
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佈規律。結果表明:電壓不同膜層中各深度相的衍射峯強度、相組成和結晶度都不同,晶粒尺寸隨電壓增加而變粗,且同一電壓制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。 [3] 
參考資料
  • 1.    温度對測量儀器的致命影響  .電子工程世界.2017-12-28[引用日期2018-01-17]
  • 2.    陳獻亞, 張新光, 楊遠禮,等. 正向電壓法測量LED燈具的結温[C]// 中國LED照明論壇. 2015.
  • 3.    熊文名, 寧成雲, 顧豔紅,等. 正向電壓對鎂合金微弧氧化膜層相結構的影響[J]. 稀有金屬材料與工程, 2011, 40(12):2236-2240.