常用半导体器件

从本节开始，将回顾并总结大学期间学习过的模拟电子技术相关内容，参考书籍《模拟电子技术基础》第五版童诗白、华成英。

一、基础知识回顾

1.1 电流

1.1.1 定义

通常用单位时间内通过导体横截面的电荷量的多少来表示电流的强弱，即电流强度，简称电流。

若用Δq表示在Δt时间内通过导体横截面的电量，则电流的大小可以表示为：\(i=\frac{Δq}{Δt}\)。

如果电流的大小和方向都不随时间变化，则称之为恒定电流。这时电流的大小可表示为：\(I=\frac{q}{t}\)。

在国际单位制中，时间的单位是s（秒），电量的单位是C（库［仑］），电流的单位是A（安［培］）。

1.1.2 参考方向

电流不仅有大小，而且还有方向。在电工学中，一般规定正电荷移动的方向为电流的参考方向。

电流的方向是高电位流向低电位，电源的正极流向负极，不确定的情况下可以假设电流方向；

• 如果电流值是负值就说明实际的电流方向跟假设的方向相反；
• 如果电流为正值就说明实际方向与假设方向是相同的；

在金属导体中，由于移动的是自由电子，因而其运动方向与电流的方向相反。

1.2 电压

1.2.1 定义

电压又称为电位差，是衡量电场力做功能力强弱的一个物理量。

若电场力把正电荷q从A点移动到B点，所做的功为\(W_{AB}\)，则功与电荷q的比值就称做AB两点间的电压：\(U_{AB}=\frac{W_{AB}}{q}\)

在国际单位制中，功的单位是J（焦［耳］），电量的单位是C（库［仑］），电压的单位是V（伏［特］）。若电场力将1C的电荷从A点移到B点所做的功是1J，则AB两点间的电压就是1V。

1.2.2 电位

若以B为参考点，电场力将正电荷q从任意点A移到参考点B所做的功\(W_A\)跟电荷量q的比值，称做A点对参考点B的电位，记作：\(V_A=\frac{W_A}{q}\)

电位的单位也是V（伏［特］）。 电路中任意两点的电位差就是这两点间的电压，即：\(U_{AB}=U_A-U_B\)。

电位是表示电路中某一点电势高低的物理量，而且是相对于参考点来说的，通常规定参考点的电位为零电位。参考点的选择，原则上是任意的，但在实际研究问题时，一般选择无穷远处或大地为零电位参考点。

需要注意的是，在同一个电路中，当选定不同的参考点时，同一点的电位是不同的。但是参考点一经确定，各点的电位也就是确定的；

• 当电位为正值时，说明其电位高于参考点电位；
• 当电位为负值时，说明其电位低于参考点的电位。

1.2.3 与电位区别

联系：单位都是V，电压等于电位差。

区别：电位是相对的，它的大小与参考点有关；电压是绝对量，它的大小与参考点无关。

1.3 电动势

1.3.1 定义

在电源内，非电场力将单位正电荷从电源的负极经电源内部移到电源的正极所做的功，称为电动势。对直流电动势，表示为：\(E=\frac{W}{q}\)。

电动势的单位也是V。

1.3.2 参考方向

电动势也是有方向的，一般规定为电动势在电源内部由电源负极指向正极。

1.3.3 与电压区别

对于一个电源来说，既存在电动势，又存在端电压。电动势只存在于电源内部，端电压存在于电源加在外电路的两端，由电源正极指向负极。当外电路开路时，端电压在数值上与电动势相等。

电动势与电压是两个不同的概念，但是都可以用来表示电源正负极之间的电位差。

在下图所示电路中，E和\(U_{AB}\)的参考方向刚好相反；

总结一下电压与电动势的区别：

• 含义不同：电动势是衡量电源做功能力大小的物理量，而电压是衡量电场力做功能力大小的物理量；
• 存在的位置不同：电动势只存在电源内部，电压不仅存在于电源的内部也存在电源的外部；
• 方向不同：电动势的方向是由负极到正极，而电压的方向是正极到负极。

1.4 电功率

图中点电荷在电场中运动电路的功能之一就是传输电能，分析电路时经常用到有关电功率的计算。

电功率的计算公式：\(P=\frac{W}{t}=\frac{qU_{AB}}{t}=U_{AB}I\).

在国际单位制中，电压的单位是V；电流的单位是A；电功率的单位是W（瓦［特］，简称瓦）。

为了方便判别，引入关联和非关联参考方向。

选择元件两端电压U与流过元件电流I的参考方向一致，称为关联参考方向；

选择元件两端电压U与流过元件电流I的参考方向相反，称为非关联参考方向；

二、半导体基础知识

2.1 教学目标

2.1.1 知识目标

• 了解半导体的分类；
• 掌握P型、N型半导体的性质；
• 重点掌握PN结的性质；

2.1.2 能力目标

• 会检测PN结的性质；

2.2 本征半导体

2.2.1 半导体

根据物质导电能力（电阻率）的不同，我们将物质分为导体、绝缘体和半导体。

物质的导电性能决定于原子结构。导体一般为低价元素，它们的最外层电子极易挣脱原子核的束缚称为自由电子，在外电场的作用下产生定向移动，形成电流。

半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质，常用的半导体材料硅（Si）和锗（Ge）均是四价元素，它们的最外层电子既不像导体那么容易挣脱原子核的束缚，也不像绝缘子那么被原子核束缚的那么紧。

2.2.2 本征半导体的晶体结构

纯净的具有晶体结构的半导体称为本征半导体。

制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到99.9999999%，常称为九个9。

它在物理结构上呈单晶体形态。

2.2.2.1 共价键

硅（Si）和锗（Ge）均是四价元素，在原子最外层轨道上的4个电子称为价电子。它们分别于周围的四个原子的价电子形成共价键。共价键中的价电子为这些原子所共有，并为它们所束缚，在空间形成排列有序的晶体。

图中显示的是硅原子的共价键二维结构，实际上半导体晶体结 构是三维的：

2.2.2.2 电子空穴对

当导体处于热力学温度0K时，导体中没有自由电子。

当温度升高或者受到光的照射，价电子能量增高，有的价电子可以挣脱原子核的束缚变成自由电子。这一现象称为本征激发，也称为热激发、

自由电子产生的同时，在其原来的共价键中就出现了一个空位，原子的电中性被破坏，呈现出正电性，其正电量与电子的负电量相等，人们常称呈现正电性的这个空位为空穴。

由热激发而出现的自由电子和空穴总是成对出现的，称为电子空穴对。

游离的自由电子也可以回到空穴中去，称为复合。本征激发和复合在一定温度下会达到动态平衡。

2.2.2.3 载流子

运载电荷的粒子称为载流子，当本征半导体处于外加电场时，很容易理解自由电子会产生定向移动从而形成电流，因此半导体中的电子是载流子。

空穴是由于共价键中电子被激发留下的空位，本身是无法自由移动的。实际上半导体中的空穴也是载流子。

下图给出了空穴移动的机制，左侧相邻共价键中的受束缚电子被足够的能量激发填补右侧的空穴，同时在原来的位置留下一个空穴。电子填补空穴运动的结果就好比是空穴往左移动，电子往右移动，产生了自右向左的电流。空穴参与导电的过程实际反映了共价键中受束缚电子的移动。

导体导电只有一种载流子，即自由电子导电；而在本征半导体中有两种载流子，即空穴和自由电子均参与导电。

2.3 杂质半导体

在本征半导体中掺如某些微量的元素作为杂质，可使半导体的导电性发生显著变化。掺入的杂质主要是三佳和五价元素。掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。

2.3.1 N型半导体

在本征半导体中掺杂五价元素（如磷），可形成N型半导体。

由于杂质原子的最外层有5个价电子，所以除了与周围硅原子形成共价键之外，还多出一个电子。

多出的电子，不受共价键的约束，只要获得少量的能量就可以形成自由电子。而杂质原子会由于失去1个电子而成为1个不能移动的正离子。由于掺入的杂质磷原子给出了1个多余的价电子,因此也称为施主杂质。

N型半导体中自由电子的浓度大于空穴的浓度，故称自由电子为多数载流子，空穴为少数载流子，简称前者为多子，后者为少子。

2.3.2 P型半导体

在本征半导体中掺杂三价元素（如硼），可形成P型半导体。

由于杂质原子的最外层有3个价电子，所以在与周围硅原子形成共价键时，4个共价键中会有1个因为缺少1个电子而出现1个空 穴。这个空穴很容易由相邻共价键中的价电子填补，能接受1个电子，因此这里的硼原子也称为受主杂质。

当硅原子的外层电子填充此空位时，其共价键中便产生一个空穴，而杂质原子成为不可移动的负离子。

P型半导体中空穴的浓度大于自由电子的浓度，故称空穴为多数载流子，自由电子为少数载流子，简称前者为少子，后者为多子。

2.3.3 杂质对半导体导电性的影响

一些典型的数据如下：

T=300K室温时，本征硅的电子和空穴浓度：\(n=p=1.4 \times 11^{10}/cm^3\)；

掺杂后N型半导体中的自由电子浓度：\(n=5 \times 11^{16}/cm^3\)；

本征硅的原子浓度：\(4.96 \times 10^{22}/cm^3\)。

以上三个浓度基本上依次相差\(10^6/cm^3\)。

2.3.4 漂移和扩散

在热能激发下半导体当中的载流子运动是杂乱无章的随机运动，载流子在任意方向的平均速度为零，因而不形成电流。

在半导体中载流子的定向运动会产生电流。通常产生载 流子定向运动的机制有两种：漂移与扩散；

• 漂移：当半导体处于外电场E作用下，根据载流子所带电荷的特性，空穴将沿着电场方向运动，电子沿电场反方向运动。载流子处于电场作用下的定向运动称为漂移运动，由漂移运动产生的电流叫作漂移电流；
• 扩散：当半导体局部受到光照或者有外部载流子注入时，其内部的载流子分布会变得不均匀，出现载流子浓度差，此时载流子会从浓度高的区域向浓度低的区域运动，这种由浓度差引起的运动称为扩散运动，由扩散运动产生的电流称为扩散电流。

2.4 PN结

2.4.1 PN结的形成

在一块本征半导体的两侧通过掺杂不同的杂质，分别形成N型和P型半导体。

将P型半导体和N型半导体制作在同一个硅片上，在交界面上就形成PN结。

由于P型半导体有大量的空穴、少量的自由电子；N型半导体有大量的自由电子，少量的空穴，因浓度差而形成扩散运动；

• P区的空穴向N区扩散；
• N区的自由电子向P区扩散；

由于扩散到P区的自由电子和空穴复合，而扩散到N区的空穴与自由电子复合，导致交界面附近的多子浓度下降，P区出现负离子区，N区出现正离子区，由于它们不能移动，称为空间电荷区，从而形成内电场。

随着内电场的增强，正好阻止扩散运动的进行。

最后多子的扩散和少子漂移达到动态平衡，在空间电荷区由于缺少多子，所以也称为耗尽层。

2.4.2 PN结的单向导电性

PN结具有单向导电性，若外加电压使电流从P区流到N区，PN结呈现低阻性，所以电流大；反之是高阻性，电流小。

PN结所加端电压u与流过它的电流i的关系为：

\[i=I_s(e^{\frac{qu}{kT}}-1) \]

式中\(I_s\)为反向饱和电流，q为电子的电量，k为波尔兹常数，T为热力学温度。

如果外加电压使PN结中：

• P区的电位高于N区的电位，称为加正向电压，简称正偏；
• P区的电位低于N区的电位，称为加反向电压，简称反偏；

2.4.2.1 正偏

PN结加正向电压如下图所示：

此时P区电位高于N区，外加电压形成的外加电场\(E_F\) 与PN结的内建电场\(Eφ\)方向相反。外加电场与内建电场的叠加结果使空间电荷区总的电场被削弱。

PN结的平衡状态被打破，平衡状态下被阻碍的多子扩散过程得以继续，即P区的多子空穴和N区的 电子均向PN结移动。结果,空间电荷区的电荷量减少，耗尽区变窄。

扩散电流远大于偏移电流，可忽略偏移电流的影响，PN结呈现低阻态。

2.4.2.2 反偏

PN结加反向电压如下图所示：

此时P区电位低于N区，外加电压形成的外加电场\(E_R\) 与PN结的内建电场\(Eφ\)方向相同。外加电场与内建电场的叠加结果使空间电荷区总的电场被增强。

PN结的平衡状态被打破，平衡状态下被阻碍的多子扩散过程被进一步抑制，即P区的多子空穴和N区 的电子均进一步离开PN结。结果,空间电荷区的电荷量增加，耗尽区变宽。PN结呈现高阻态。

2.4.3 PN结的反向击穿

PN结反偏状态下，其两端的电压并不是可以无限制增大的，当加在PN结上的反偏置电压\(V_R\)超 过一定值时，反 向 电流会急剧增大，这种现象称为PN结的反向击穿。

从击穿的机理来区分，可以划分为：

• 雪崩击穿（掺杂浓度低的情况下）：
• 齐纳击穿（掺杂浓度高的情况下）；

2.4.4 PN结的电容效应

在一定的条件，PN结具有电容效应，根据产生原因不同分为势垒电容和扩散电容。

2.4.4.1 势垒电容

势垒电容是由于空间电荷区的离子薄层形成的，当外加电压使PN结上压降发生变化时，离子薄层的厚度也相应的随之改变，这相当于PN结中储存的电荷量也随之变化，犹如电容的充放电；

2.4.4.2 扩散电容

当在外加正向电压时，会削弱内电场的作用，使得扩散运动恢复，扩散作用的恢复，N区的多子（自由电子）会通过扩散运动，运动到P区，那么在P区会变成非平衡的少子（N区来的自由电子），非平衡的少子从空间电荷区到P区会有一个浓度梯度的变化，不然不能进行扩散运动，那么在接近空间电荷区附近的非平衡少子的浓度会很高，当外加电压越高的时，接近空间电荷区的非平衡少子的浓度就越高，积累的电荷量就越多，那么电容响应就越明显。

2.5 本节小节

学完本节内筒后需要掌握以下内容：

• 半导体的分类以及性质；
• 杂质半导体的形成以及性质；
• PN结的形成原理以及特性。

2.6 思考题

(1) 在制造半导体器件时，为什么先将导电性能介于导体与绝缘体之间的硅或锗制成本征半导体，使之导电性极差，然后再用扩散工艺在本征半导体中掺入杂质形成N型半导体或P型半导体改善其导电性？

答：导电性能介于导体和绝缘体之间的硅或锗导电性不可控，而制作成本征半导体后，通过掺杂形成P型和N型半导体，导电性能改善的同时导电性能可控。

(2) 为什么称空穴是载流子？在空穴导电时，电子运动吗？

答：空穴其实是对半导体导电方式的一种形象化描述，是电子运动的结果，不存在空穴这种实际物体，当电子从原来的位置离开后，相应区域内便显正电，吸引其他电子填补这个正电区，当另一个电子离开原来的位置填补这个正电区后又形成了新的空穴，这就好比空穴移动了，实际上是电子的移动导致空穴的移动。

于是空穴的移动也可以反映电子的移动，故称空穴为载流子。空穴导电时，电子会移动。所以空穴不是一种载流子，但是在它的运动中可以将其等效为载流子。空穴导电时等电量的电子会沿其反方向运动。

(3) 如何从PN结的电流方程来理解其伏安特性曲线和温度对伏安特性的影响？

PN结所加端电压u与流过它的电流i的关系为：

\[i=I_s(e^{\frac{qu}{kT}}-1) \]

式中\(I_s\)为反向饱和电流，q为电子的电量，k为波尔兹常数，T为热力学温度。

如果\(I_s\)不变，当T增大时，相同的端电压u，i变小；然而实际上当温度升高时，\(I_s\)是变化的，而且是爆炸的变大，当温度升高时，正向特性向左移，反向特性向下移。

三、半导体二极管

3.1 教学目标

3.1.1 知识目标

• 了解二极管的分类；
• 掌握二极管的伏安特性及电流方程；
• 掌握二极管的等效电路；
• 掌握稳压二极管的性值；

3.1.2 能力目标

熟悉二极管的性质，并能够进行电路原理分析。

3.2 二极管的组成

将PN结封装，引出两个电极，就构成了二极管。

由P区引出的电极为阳性，由N区引出的电极为阴性。

二极管常见的几种结构如下：

• 点触型二极管：结面积小，结电容小，故结允许的电流小，最高工作频率高；
• 面接触型二极管：结面积大，结电容大，故结允许的电流大，最高工作频率低；
• 平面二极管：结面积可大可小，结面积大的可用于大功率整流，结面积小的可作为秒冲数字电路中的开关管。

3.3 二极管的伏安特性

3.3.1 伏安特性曲线

二极管的电流与其端电压的关系称为伏安特性；

二极管的伏安特性和PN结的伏安特性近似相等；

\[i=I_s(e^{\frac{u}{U_T}}-1) \]

式中\(I_s\)为反向饱和电流，常温下\(U_T=26mV\)。

从图中可以看到只有在正向电压足够大时，正向电流才开始按指数规律增大，使二极管开始导通的临界电压称为开启电压\(U_{on}\)。

当二极管所加反向电压的数值足够大时，反向电流为\(I_s\)。

如果继续增大反向电压，会使二极管击穿，不同型号的二极管击穿抵押\(U_{BR}\)差别很大。

材料	开启电压\(U_{on}\)/V	导通电压U/V	反向饱和电流\(I_s\)/µA
硅	≈ 0.5	0.6 ~ 0.8	< 0.1
锗	≈ 0.1	0.1 ~ 0.3	几十

3.3.2 温度影响

在环境温度升高时，二极管的正向特性曲线左移，反向特性曲线下降。

3.3.3 二极管的主要参数

为了描述二极管，引入了如下几个参数：

• 最大工作电流\(I_F\)：即二极管长期运行允许通过的最大平均电流；
• 最高反向工作电压\(U_R\)：二极管工作时允许外加的最大反向电压。超过该值时二极管可能发生反向击穿。通常为\(U_{BR}\)的一半；
• 反向电流\(I_R\)：二极管未被击穿时的反向电流，即\(I_s\)；
• 最高工作频率\(f_M\)：二极管工作的上限截止频率；超过该值时，由于结电容效应二极管将不能很好的体现单向导电性。

3.3.4 matlab绘制

我们以1N41481为例，常温下的反向饱和电流\(I_s=25nA\)；这里我们采用matlab绘制其伏安特性曲线；

%%画出二极管伏安特性曲线
%%Id = Is*(e^(Ud/Ut)-1)
%%参考这个二极管：1N41481
Is = 25*10^(-9);
Ud = -0.1:0.001:0.5;
Ut = 26*10^(-3);
Id = Is*(exp(Ud/Ut)-1);
plot(Ud,Id)
xlabel('Voltage (V)');
ylabel('Current (A)');
title('I-V Characteristics of Diode');
grid on;

绘制波形如下：

3.4 二极管的等效电路

3.4.1 伏安特性折线化得到的等效电路

为了便于分析二极管所构成的电路，我们一般引入以下几种模型；

• 理想模型：二极管导通时正向压降\(U_D=0\)，截止时反向电流\(I_s=0\)；（外接正向电压几十倍于\(U_D\)时）
• 恒压降模型；二极管导通时正向压降为一个常量\(U_D=U_{on}\)，截止时反向电流\(I_s=0\)；因而等效电路是理想二极管串联电压源\(U_{on}\)；（外接正向电压几倍于\(U_D\)时）
• 折线模型：二极管正向电压U大于\(U_{on}\)后，其电流\(I\)和电压\(U\)成线性关系，直线斜率为\(1/r_D\),截止时反向电流为0；因而等效电路是理想二极管串联电压源\(U_{on}\)和电阻\(r_D\)；（外接正向电压接近于\(U_D\)时）

在二极管应用电路中要根据情况选择合适的等效电路，才能较小估算误差，否则误差会超出规定范围。

3.4.2 二极管的微变等效电路

在二极管外加直流电压时，将会一直流电流，曲线上反向该电压和电流的点为Q点，称为静态工作点。

若在Q点基础上外加微小的变化量，则可以用以Q点为切点的直线来近似微小变化时的曲线，如图a所示；即二极管等效成一个动态电阻\(r_d\)，且\(r_d=△u_D/△i_D\) ，如下图b称为二极管的微变等效电路；

\(\frac{1}{r_d}=\frac{△i_D}{△u_D}≈\frac{di_D}{du_D}=\frac{d[I_s(e^{\frac{u}{U_T}}-1)]}{du}=\frac {I_s}{U_T}e^{\frac{u}{U_T}}≈\frac{I_D}{U_T}\)

所以：\(r_d≈\frac{U_T}{I_D}\)

式中的\(I_D\)是Q点的电流，由于二极管正向特性为指数曲线，所以Q点越高，\(r_d\)数值越小。

3.5 稳压二极管

稳压管在反向击穿后在一定的电流范围内端电压基本保持不变，表现出稳压特性。

3.5.1 稳压管的伏安特性

其伏安特性和普通二极管非常相似，当稳压管外接反向电压数值大到一定程度时则击穿。击穿区的曲线很陡，几乎平行于纵轴，表现其具有稳压特性。

3.5.2 稳压管的主要参数

稳定电压\(U_Z\)：是在规定电流下稳压管的反向击穿电压；

稳定电流\(I_Z\)：稳压管工作在稳压状态时的参考电流，电流低于此值时稳压效果变坏，甚至根本不稳压；

额定功耗\(P_{ZM}=U_Z \times I_{ZM}\)：稳定电压\(U_Z\)与最大稳定电流\(I_{ZM}\)的乘机，超过此值会因温升过高而损坏；

动态电阻\(r_z=△U_Z/△I_Z\)：在稳压区内，端电压变化与其电流变化量之比；

温度系数α：表示温度变化1℃稳压值的变化量，即\(α=△U_Z/△T\).

由于稳压管的电流太小则不稳压，电流太大则会因功耗过大而损坏，因而稳压管电路中必需有限制稳压管电流的限流电阻！

3.6 其它类型二极管

3.6.1 发光二极管

顾名思义，就是能够发出各种光（可见光、不可见光、激光等）的二极管。

发光二极管也具有单向导电性，只有当外加的正向电压使得正向电流足够大时才发光，它的开启电压比普通二极管大，红色在1.6 ~ 1.8V之间，绿色的约为2V。

3.6.2 光电二极管

光电二极管是远红外接收管，是一种光能与电能进行转换的器件。

PN结型光电二极管充分利用PN结的光敏特性，将接收到的光的变化转换成电流的变化；

• 无光照时，与普通二极管一样，具有单向导电性；
• 有光照时，伏安特性曲线下移；

3.7 思考题

(1) 为什么结面积小的二极管的整流平均电流\(I_F\)小，而最高工作频率\(f_H\)高？结面积大的二极管的整流平均电流\(I_F\)大，而最高工作频率\(f_H\)低？

二极管的整流平均电流和最高工作频率与其结面积有关，这主要是由于以下两个原因：

• 二极管的整流平均电流是由通过PN结的电荷载流子（电子和空穴）的数量决定的。结面积大的二极管有更多的电荷载流子可以通过，因此其整流平均电流大；相反，结面积小的二极管有较少的电荷载流子可以通过，因此其整流平均电流小；
• 二极管的最高工作频率是由电荷载流子通过PN结的速度决定的。在二极管导通时，电荷载流子需要从一侧的半导体移动到另一侧。结面积小的二极管，电荷载流子需要移动的距离短，因此可以在较短的时间内完成这个过程，所以其最高工作频率高。相反，结面积大的二极管，电荷载流子需要移动的距离长，因此需要较长的时间才能完成这个过程，所以其最高工作频率低。

(2) 二极管有几种折线化的伏安特性？它们分别适用于什么应用场合？

二极管的伏安特性曲线通常是非线性的，但在某些应用中，我们可能会对其进行折线化以便于分析。常见的折线化伏安特性有三种，参考《伏安特性折线化得到的等效电路》章节。

(3) 什么情况下应用二极管的微变等效电路来分析电路？

当电路中的直流基础上加上一个很小的交流信号，此时分析二极管需要应用二极管的微变等效分析，

当电路中只有直流时应用二极管的等效电路分析，在直流上加上一个交流小信号后，二极管上增加的管压降可以用一个等效的动态电阻和电流的乘积来代替。

(4) 能否将1.5V的电池直接以正向接法接到二极管两端？为什么？

理论上，可以将1.5V的电池直接以正向接法接到二极管两端，这样会使二极管处于正向导通状态。但是，必须考虑以下几点：

• 二极管的正向电压降：对于硅二极管，其正向电压降通常在0.6到0.7伏特之间。如果电池的电压低于这个值，二极管可能无法导通。因此，1.5V的电池应该足够使二极管导通；
• 电流限制：当二极管导通时，电流会通过二极管流动。如果没有适当的电流限制措施（如串联一个电阻），电流可能会超过二极管的最大承受电流，从而损坏二极管。

参考文章

[1] 第一章 半导体器件基础

[2] 清华大学课件