【物理实验】发光二极管伏安特性曲线
物理师范论文——发光二极管伏安特性的研究
摘要 (2)关键词 (2)一引言 (3)二实验原理 (4)2.1发光二极管的基本工作原理 (4)2.2伏安特性 (5)三实验部分 (7)3.1实验装置 (7)3.2实验内容 (7)3.2.1发光二极管伏安特性的测量 (7)3.2.2. 开启电压法测波长由开启电压 (7)3.2.3注意事项 (8)3.3实验数据记录与处理 (8)3.4实验结论 (14)四结束语 (15)五实验心得 (16)参考文献 (17)致谢 (18)摘要本文主要测量红光，白光，蓝光，绿光和黄光五种发光二极管的正向伏安特性可使我们深入理解发光二极管的发光原理、特性及其测量方法。
通常以电压为横坐标、电流为纵坐标，画出该元件电流和电压的关系曲线，称为该元件的伏安特性曲线。
AbstractIn this paper, measure the red, white, blue, green and yellow, five light-emitting diode forward voltage characteristics allows us to understand the light-emitting diode light-emitting principle, characteristics and measurement methods. Usually abscissa voltage, current vertical axis, draw the curve of the components of current and voltage, known as the volt-ampere characteristic curve of the component.关键词发光二极管伏安特性电流源法KeywordLight-emitting diodes Volt-ampere characteristic Current source method一引言发光二极管（ＬＥＤ）是基于注入式电致发光原理制成的,发光二极管和白炽灯相比,具有工作电压低、功耗小、体积小、重量轻、小型化、易于和集成电路相匹配、驱动简单、寿命长、耐冲击、性能稳定、响应速度快、单色性较好、价格便宜等一系列优点,因此在很多领域,它都可获得广泛应用。
二极管伏安特性曲线的测量
HUNAN UNIVERSITY程序设计训练报告报告题目二极管伏安特性曲线的测量学生姓名学生学号专业班级指导老师目录一、摘要: (2)二、实验环境： (2)三、实验原理： (3)四、实验步骤和实验记录： (5)五、实验总结： (6)一、摘要:这个实验室对二极管的伏安特性曲线进行测量,测量二极管正向和反向电压电流,分析其性质,实验中会有一些零界点,需要注意,加入正弦波,观察流入前后波形.二、实验环境：测量工具：三、实验原理：1、二极管的特性：正向特性：在电路中，将二极管的正极接在高电位端，腹肌接在低电位端，二极管就会导通，这种连接方式,叫做正向偏置，但是，当二极管两端正向电压很小时二极管仍然不能导通，流过二极管的电压十分微弱，只有当电压达到一定数值,二极管才能导通，此时为导通电压，当两端电压大于导通电压时，电流按指数规律迅速增大。
此时，电压的少许变化，也会引起电流的急剧变化反向特性：对二极管加上反向电压时，二极管处于截止状态，当反向电压增大到一定程度，会使二极管被击穿，此电压为击穿电压，此时电流剧增，但二极管也会因此损坏，所以，在实验过程中，在做反向实验时，应串联接入一个限流电阻，防止损坏二极管。
测量伏安特性曲线电路图：正向：正向时电阻较小采用电流表外接法：反向：反向电阻较大采用电流表内接法动态电路图：四、实验步骤和实验记录：实验前：检查所有器件是否完好，尤其是二极管。
1.在面包板上按照正向实验电路图搭建电路，并再次检查电路是否连接正确，将电位器拨到50%，保障电路安全。
2.调节电位器，改变电位器接入阻值大小，并观察记录二极管两端电压和流过它的电流大小。
在电压变化较小，而电流变化较大时缩小改变阻值的大小，以测得更真实有效的数据。
3.实验记录：数据处理：用excel表格画出折线图：反向电压：折线图：PS：动态数据由于时间问题，没时间做，不过我借用室友的看了，了解了方法以及最后结果五、实验总结：。
光电实验二LED光源的伏安特性 (1)
实验二 LED光源的伏安特性实验日期：2017年9月22日姓名：徐风学号：201508403146 成绩：一、实验目的1. 掌握LED光源的伏安特性；2. 掌握测量伏安特性的方法；3.通过LED的伏安特性曲线，学会如何使用LED作为探测光源。
二、实验仪器1. GDS-VI型光电综合实验平台主机系统；2. LED光源三个；3.夹持装置、LED光源装置各一个。
三、实验原理发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片，它的电学特性和半导体PN结类似。
LED的主要电学参量包括阈值电压、反向饱和电流等，主要的电学特性是伏安特性。
图1 LED的伏安特性特性曲线如图 1所示为LED 的伏安特性特性曲线。
OA 段：正向死区，正向电流极小，电压小于阈值电压时，LED 不发光。
AB 段：正向工作区，工作电流与外加电压呈指数关系，即 qV kT I =Is(e-1)（1）式中I S 为反向饱和电流。
当正向电压大于V B 时LED 被烧坏。
OC 段：反向死区，几乎没有电流流过。
CD 段：反向击穿区，当反向电压大于V C 时，LED 被击穿。
四、实验步聚1. 按图2的电路连接。
图2 LED 供电及电流测量电路2.打开实验平台的电源开关，调节R 使流经LED 的电流产生变化，读取不同电流下的LED 两端电压值，并记录至下表；3. 将LED 换成其他颜色，重复上述测量。
（分别测红、蓝、白、绿至少3种LED 光源）五、实验数据分析处理1.实验原始数据：+5V2. LED的伏安特性曲线；3.结论：正向电压比较小时，正向电流几乎为零，当正向电压超过一定值时，正向电流开始快速增长。
非线性元件伏安特性的测量实验报告
最后经过计算得到： = 1.834(V)
=6.77E-7(m)
黄光：
ParameterValueError
------------------------------------------------------------
5.19
5.19
5.19
5.19
I(mA)
12.2613.3314.1源自15.1217.19
17.89
18.62
19.25
19.5
19.94
根据图像去掉了几个数据点得到图像如下:
图3稳压二极管伏安特性曲线及线形拟合直线
ParameterValueError
------------------------------------------------------------
2、如下图所示，为一般二极管伏安特性曲线
3、测量检波和整流二极管，稳压二极管，发光二极管的伏安特性曲线，电路示意图如下
(1)检波和整流二极管
检波二极管和整流二极管都具有单向导电作用，他们的差别在于允许通过电流的大小和使用频率范围的高低。
(2)稳压二极管
稳压二极管的特点是反向击穿具有可逆性，反向击穿后，稳压二极管两端的电压保持恒定，这个电压叫稳压二极管的工作电压。
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
U(V)
3.82
3.98
4.02
4.12
4.19
4.34
4.5
4.65
4.73
物理实验报告6_二极管的伏安特性曲线数据记录和Pn结与二极管
物理实验报告6_二极管的伏安特性曲线数据记录和Pn结与二极管实验名称：二极管的伏安特性曲线实验目的：a．了解晶体二极管的导电特性并测定其伏安特性曲线。
实验仪器：晶体二极管、电压表、电流表、电阻箱、导线、电源、开关等实验原理和内容：晶体二极管的导电特性：晶体二极管无论加上正向或反向电压，当电压小于一定数值时只能通过很小的电流，只有电压大于一定数值时，才有较大电流出现，相应的电压可以称为导通电压。
正向导通电压小，反向导通电压相差很大。
当外加电压大于导通电压时，电流按指数规律迅速增大，此时，欧姆定律对二极管不成立。
实验线路图如下：注意：无论毫安表内接还是外接，实验数据都应该进行修正：毫安表外接时应该进行电流修正，内接时应该进行电压修正。
由于实验用毫伏表内阻很大（约100~1000多万欧姆），按照上述接法，数据修正简单：正向时伏特表的电流可以忽略；反向时，伏特表的电流始终保持0.0006mA，很容易修正。
假如将毫安表内接，则无论正向反向，每一个数据都要做电压修正，并且每个修正值都不同，给实验带来很大麻烦。
1．测定正向特性曲线打开电源开关，把电源电压调到最小，然后接通线路，逐步减小限流电阻，直到毫安表显示1.9999mA，记录相应的电流和电压。
然后调节电源电压，然后将电压表的最后一位调节成0，记录电压与电流；以后按每降低0.010V测量一次数据，直至伏特表读书为0.5500V为止。
此时，正向电流不需要修正。
2．测定反向特性曲线把线路改接后，接通线路，将电源电压调到最大，逐步减小限流电阻，直到毫安表显示1.9999mA为止，记录相应的电流和电压。
然后调节电源电压或者限流电阻，再将电流调节为1.8006、1.6006、1.4006??mA情况下，记录相应的电压；其中0.0006mA为伏特表的电流，此为修正电流，记录电流时应该自行减去。
参数及数据记录：见附表的数据记录表数据处理：利用所记录的正向与反向2组数据，用坐标纸分别画出二极管正、反向特性曲线。
二极管的伏安特性实验报告
二极管的伏安特性实验报告二极管的伏安特性实验报告引言：二极管是一种常见的电子元件，具有非常重要的应用价值。
它是一种具有单向导电性的电子器件，能够将电流限制在一个方向上流动。
本实验旨在通过测量二极管在不同电压下的电流变化，探究其伏安特性，并分析其在电子设备中的应用。
实验装置：本实验所需的装置主要包括：二极管、直流电源、电阻、万用表等。
实验过程：1. 首先，将二极管与直流电源和电阻连接起来，组成一个电路。
2. 调节直流电源的电压，从0V开始逐渐增加，每次增加一个固定的电压值。
3. 在每个电压值下，使用万用表测量二极管的电流，并记录下来。
4. 根据测得的电压和电流数据，绘制伏安特性曲线图。
实验结果：根据实验数据绘制的伏安特性曲线图显示，二极管的伏安特性呈现出明显的非线性特性。
在正向偏置时，电流随着电压的增加而迅速增大；而在反向偏置时，电流保持在一个极低的水平上。
讨论与分析：1. 正向偏置时，二极管的导通特性使得电流能够顺利通过。
当电压增加到二极管的正向压降（正向电压）时，电流急剧增加，呈指数增长。
这是由于二极管内部的PN结在正向偏置下形成了导电通道，电流能够自由地流动。
这种特性使得二极管在电子设备中广泛应用于整流、放大、开关等电路中。
2. 反向偏置时，二极管的导通特性被阻断，电流无法通过。
在反向电压下，二极管的电流仅仅是由于少量的载流子扩散而产生的，因此电流非常微弱。
这种反向电流被称为反向饱和电流。
反向偏置使得二极管具有了单向导电性，可以用于保护电路免受反向电压的损害。
3. 二极管的伏安特性曲线图中，还可以观察到一个重要的参数——二极管的截止电压。
截止电压是指当二极管的电压低于一定值时，电流基本上为零。
截止电压是二极管的重要参数之一，它决定了二极管在电路中的工作状态和特性。
结论：通过本次实验，我们深入了解了二极管的伏安特性及其在电子设备中的应用。
二极管具有单向导电性，能够将电流限制在一个方向上流动。
它在正向偏置下具有导通特性，在反向偏置下具有阻断特性。
实验二十四二极管伏安特性的测定
实验三十二 二极管伏安特性的测定【实验目的】1．熟悉测量伏安特性的方法。
2．了解二极管的正、反向伏安特性。
【实验仪器】直流电源、电压表、毫安表、微安表、滑线变阻器、二极管、开关等。
【实验原理】通过一个元件的电流随元件上的外加电压而变化，这种变化关系如以电压为横坐标、电流为纵坐标可得出其关系曲线，该曲线就称为这一元件的伏安特性曲线。
通过元件中的电流I 随外加电压U 的变化可用公式I =U/R 表示，其中比例系数1/R 就是该元件的电导。
如果R 为定值，则伏安特性曲线是一条直线，具有这类性质的元件称为线性电阻元件，它们是严格服从欧姆定律的；如果R 不是定值，而是随着外加电压的变化而变化，则伏安特性是一条曲线，这类元件称为非线性电阻元件。
常用的晶体二极管就是非线性电阻元件，其阻值不仅与外加电压的大小有关，而且还与方向有关。
当二极管正极接高电势端，负极接低电势端时，电流从二极管的正极流入，负极流出，这时的伏安特性称为正向特性；反之，称为反向特性。
用伏安法测量二极管的特性曲线时，线路一般采用两种方法，即外接法（见图32-1a ）和内接法（见图32-1b ）。
由于测量电表内阻的存在，不管采用哪一种方法都会给测量结果带来系统误差。
下面将分析误差产生的原因和大小，以便在测量时合理选择线路接法。
在图32-1a 所示的外接法中，由于采用这一接法而产生的系统误差就是电压表中流过的电流I V ，并且VD D D V R U I I I I =∆=-= （32-1） 或写成相对误差的形式VD D D R R I I =∆ （32-2） 显然，电压表内阻R V 越大，二极管内阻R D 越小，电流测量产生的系统误差相对越小。
在图32-1b 所示的内接法中，由此而带来的系统误差就是电流表两端的电压U A ，并且D A D D A I R U U U U =∆=-= （32-3）其相对误差为DA D D R R U U =∆ （32-4） 显然，电流表内阻R A 越小，二极管内阻R D 越大，电压测量产生的系统误差相对越小。
实验要求-发光二极管伏安特性
北京师范大学物理实验教学中心普通物理实验室·基础物理实验要求发光二极管的伏安特性实验仪器发光二极管（红绿蓝三色），直流稳压电源，数字万用表，伏特表，安培表，电阻箱，开关，导线若干，信号发生器实验内容一．二极管极性的判断:使用数字万用表二极管专用检测端粗测发光二极管（三个二极管都要测量），判断管子的正负极，并记录判断结果。
如果无法判断，暂时按照红色接头为正极进行下一步实验。
二．测量红色发光二极管的伏安特性:1． 按照预习要求设计连接电路（判断内接还是外接），稳压电源输出先设为0V ，限流电阻R =100Ω，开关先不要合上，待老师检查后再继续。
注意：发光二极管正向开启后电阻只有几欧，安培表内阻几欧，伏特表内阻几千欧2． 合上开关，缓慢调节稳压电源输出到3.0V 。
如果仍然不发光，改变二极管的连接方向再测。
如果测得发光二极管的电压0=F U V 或者3=F U V ，二极管仍然不发光，可能已经损坏，请联系老师判断。
3． 缓慢滑动滑线变阻器，使安培表的示数从0增加到20m A ，观察伏特表的变化范围，确定并选择电表量程。
注意：整个测量过程中不要换挡。
4． 固定限流电阻R =100Ω不变，改变稳压电源输出（0~3V 左右，以正向导通电流0~20mA为准可适当调整），记录二极管两端电压和正向导通电流，得到伏安特性曲线。
要求：不少于20个测量点，拐点处多测几个！三．测量绿色和蓝色发光二极管的伏安特性:方法同二。
四. 测量安培表和伏特表的内阻（对应使用的量程，断开电路测）五．（选做）设计一个简单的红绿交通灯先设计电路，待老师检查无误后再合上开关观察实验效果，并尝试改变红、绿灯的时间。
注意事项1、 电流不得超过20mA ，如果电压达到3V 二极管仍不发光，检查是否正负极接反！2、 二极管避免点亮过长时间，以免温度升高，影响测量结果。
3、 发光二极管的极性（未能判断的暂以红黑接头为依据）与电源的输出极性要一致。
实验六LDLED的V-I特性曲线测试.doc
光电子技术基础实验报告实验题目实验六 LD/LED 的 V-I 特性曲线测试日期2020.11.27姓名组别04 班级学号【实验目的】1、了解半导体激光器的基本工作原理，掌握其使用方法；2、学习测量LD 半导体激光器电压－电流（V-I）特性曲线的方法。
3、学习测量LED 发光二极管的电压－电流（V-I）特性曲线的方法；4、了解 LED 发光二极管的基本工作特性。
【实验器材】光电技术创新综合实验平台一台、光源特性测试模块一块、万用表两块、连接导线若干【实验原理】LD 和普通二极管一样都是半导体光电子器件，其核心部分都是 PN 结。
因此 LD 也具有与普通二极管相类似的 V-I 特性曲线，如图 1-1 所示。
其测量方法见图 1-2，由 V-I 曲线我们可以计算出 LD 总的串联电阻 R 和开门电压VT。
LED 是一个由半导体无机材料构成的单极性 PN结二极管，它是半导体 PN 结二极管中的一种，其电压-电流之间的关系称为伏安特性。
LED 电特性参数包括正向电流 If、正向电压Vf、反向电流 Ir 和反向电压 Vr，LED 必须在合适的电流电压驱动下才能正常工作。
通过 LED 电特性的测试可以获得 LED 的最大允许正向电压、正向电流及反向电压、电流，此外也可以测定LED 的最佳工作电功率。
LED 电特性的测试一般利用相应的恒流恒压源供电下利用电压电流表进行测试。
图 2-1 为 LED 的 V-I 特性曲线。
LED 的正向压降较大，并在正向压 Vf 降达到一定值时发光，由 V-I 曲线我们可以计算出LD/LED 的串联电阻 R 和开门电压 VT。
发光颜色和构成 PN 结的材料有关，通常有红、黄、绿、蓝和紫等颜色。
发光亮度近似和工作电流密度成正比，发光亮度随电流密度的增加会很快趋向饱和。
另外，随结温的升高，LED 的发光亮度将会减弱。
【实验注意事项】1）静电很容易导致激光器和发光二极管老化，实验时请佩戴防静电手腕带，不要用手直接接触发光二极管引脚以及与发光二极管连接的任何固定件、测试点和线路，以免损坏器件；2）严禁将任何电源对地短路；3）工作电流不要超过 LD 的额定值，防止烧坏器件；4）通电之前，确保 W301（微调）及 W302（粗调）旋钮在最小值位置，这样可防止冲击电流损坏 LD；5）严格按照指导书操作实验，出现任何异常情况，请立即关机断电，并请相关老师加以指导。
（完整版）发光二极管及热敏电阻的伏安特性研究
（完整版）发光二极管及热敏电阻的伏安特性研究非线性电阻特性研究(一)【实验目的】（1）了解并掌握基本电学仪器的使用。
（2）学习电学实验规程，掌握回路接线方法。
（3）学习测量条件的选择及系统误差的修正。
（4）探究发光二极管和热敏电阻在常温下的伏安特性曲线。
【实验仪器】发光二极管（BT102）热敏电阻（根据实验室情况选择）滑动变阻器（0~100 Ω）定值电阻（400Ω）毫安表（0~50mA）微安表(0~50μA) 电压表（0~3v 0~6v）电源（10v）导线等【实验原理】（1）当一个元件两端加上电压，元件内有电流通过时，电压与电流之比称为该元件的电阻R（R=U/I）。
若一个元件两端的电压与通过它的电流成比例，则伏安特性曲线为一条直线，这类元件称为线性元件。
若元件两端的电压与通过它的电流不成比例，则伏安特性曲线不再是直线，而是一条曲线，这类元件称为非线性元件。
一般金属导体的电阻是线性电阻，它与外加电压的大小和方向无关，其伏安特性是一条直线（见图b）。
从图上看出，直线通过一、三象限。
它表明，当调换电阻两端电压的极性时，电流也换向，而电阻始终为一定值，等于直线斜率的倒数。
常用的晶体二极管是非线性电阻，其电阻值不仅与外加电压的大小有关，而且还与方向有关。
LED是英文light emitting diode（发光二极管）的缩写，它属于固态光源，其基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用（如图一）。
常规的发光二极管芯片的结构如图二所示，主要分为衬底，外延层（图2中的N型氮化镓，铝镓铟磷有源区和P型氮化镓），透明接触层，P型与N型电极、钝化层几部分。
图3 发光二极管的工作原理n p电场eΔVpnnpδhνhν⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕○－○－○－○－○－○－○－○－○－○－○－○－○－○－⊕⊕⊕＋＋＋－－－（a）（b）（c）电子的电势能电子的势能δ’发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片，在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层，称为p-n结。