二极管伏安特性(精)
二极管的伏安特性曲线实验报告
二极管的伏安特性曲线实验报告实验报告实验名称：二极管的伏安特性曲线实验实验目的：1. 理解半导体材料的特性2. 理解二极管的基本结构和工作原理3. 掌握二极管的伏安特性曲线及其应用实验原理：二极管是一种半导体元器件，由p型半导体和n型半导体构成。
p型半导体具有正电荷载流子（空穴），n型半导体具有负电荷载流子（电子）。
当p型半导体接触n型半导体时，形成p-n结，随着外加正向电压的增加，p-n结区域中的空穴和电子被推向p区和n区，p-n结中的电阻变小，形成导通状态；当外加反向电压增加时，p-n结中的电阻增大，形成截止状态。
实验步骤：1. 将二极管连接在电路实验板上，通过万用表测量二极管的端子正向电压和反向电压；2. 在电源电压恒定条件下，分别改变二极管的正向电压和反向电压，记录相应的电路电流值；3. 根据实验数据，绘制二极管的伏安特性曲线图。
实验结果：通过实验数据，绘制出了二极管的伏安特性曲线，曲线呈现出明显的“S”型。
当正向电压为0.6-0.7V时，二极管开始导通，电路电流急剧增加；反向电压逐渐增加时，电路电流基本保持稳定。
二极管的正向导通电压和反向击穿电压分别为0.6-0.7V和80-100V。
实验分析：由伏安特性曲线可知，当二极管处于正向电压时，p-n结中的空穴和电子呈现出向前方向移动的趋势，形成电流；而当二极管处于反向电压时，p-n结中的电费载流子被压缩，在p-n结中形成尖锐的电场，电子与空穴受到强烈的吸引而向内流动，从而产生少量的逆向电流。
实验结论：通过本次实验，我们得到了二极管的伏安特性曲线图，理解并掌握了二极管的基本结构和工作原理，这对我们深入理解半导体材料和电子元器件的特性及其应用具有重要意义。
伏安法测二极管的伏安特性(精)
3.R0为限流器(即电阻箱)，改变电阻箱的阻值可改变正向电 流值。R1为限流器，R2为分压器。改变R1和R2可输出不 同的电压值，并由电压表指示，目的是与二极管两端的电 压进行比较。
4. 通常R1值越大，可测量的UD越小，R1值很小甚至为零， 可测量较大的UD值。
实验步骤和要求
1、根据图8-2连接线路，并预置R0为最大值，R1为最大 值，R2的输出为零，注意电表的极性!
2、接通电源，注意观察有无异常情况发生，否则马上 切断电源，根据现象检查故障。
3、选择各种值UD (0.1～0.6 V)，对于每种UD值，调节 R0，使检流计指示为零，记下电流表的电流值． 4.根据测量数据，绘出二极管正向伏—安特性曲线
实验8 伏安法测二极管的伏—安特性
伏安法是测绘电阻元件伏安特性曲线的最简单的实验 方法。为了使测量更为精确，还可以利用电位差计、示波 器或电桥等检测仪器测量电阻的伏安特性曲线。 非线性电阻的伏安特性所反映的规律，总是与特定的一些 物理过程相联系的，对于非线性电阻特性和规律的深入分 析，有利于对有关物理过程的理解和认识。 实验目的 1、掌握分压器和限流器的使用方法。 2、熟悉测量伏安特性的方法。 3、了解二极管的正向伏安特性。
实验仪器和用具 器、 可变电阻箱、检流计、开关、待测二极管
．
图8-1 二极管的伏安特性
图8-2 伏安法测量二极管的特性电路
1. 当检流计指零时，电压表指示着二极管两端的正向电压值，
电流表A指示着流过二极管的正向电流 2. 如果将稳压电源的极性反向连接，按上述相同方法测量， 也可得到UD与ID的许多组数据，但这些数据表征着二极管 的反向特性。
二极管的伏安特性
二极管的伏安特性伏安特性是指加在二极管两端的电压u与流过二极管的电流，之间的关系，即，I=f(U)。
2CPl2(普通型硅二极管)和2AP9(普通型锗二极管)的伏安特。
(1)正向特性。
二极管伏安特性曲线的第一象限称为正向特性，它表示外加正向电压时二极管的工作情况。
在正向特性的起始部分，由于正向电压很小，外电场还不足以克服内电场对多数载流子的阻碍作用，正向电流几乎为零，这一区域称为正向二极管的伏安特性曲线死区，对应的电压称为死区电压。
硅管的死区电压约为0．5V，锗管的死区电压约为0.2V。
当正向电压超过某一数值后，内电场就被大大削弱，正向电流迅速增大，二极管导通，这一区域称为正向导通区。
二极管一旦正向导通后，只要正向电压稍有变化，就会使正向电流变化较大，二极管的正向特性曲线很陡。
因此，二极管正向导通时，管子上的正向压降不大，正向压降的变化很小，一般硅管为o．7V左右，锗管为0．3V左右。
因此，在使用二极管时，如果外加电压较大，一般要在电路中串接限流电阻，以免产生过大电流烧坏二极管。
(2)反向特性。
二极管伏安特性曲线的第三象限称为反向特性，它表示外加反向电压时二极管的工作情况。
在一定的反向电压范围内，反向电流很小且变化不大，这一区域称为反向截止区。
这是因为反向电流是少数载流子的漂移运动形成的；一定温度下，少子的数目是基本不变的，所以反向电流基本恒定，与反向电压的大小无关，故通常称其为反向饱和电流。
当反向电压过高时，会使反向电流突然增大，这种现象称为反向击穿，这一区域称为反向击穿区。
反向击穿时的电压称为反向击穿电压，用％R表示。
各类二极管的反向击穿电压从几十伏到几百伏不等。
反向击穿时，若不限制反向电流，贝,J--极管的PN结会因功耗大而过热，导致PN结烧毁。
二极管伏安特性
结论：二极管只能在正向电压的作用下才能工作，即二极管具有单向导电性
描述流过二极管的电流随其两端电压变化的特性就 是二极管的伏安特性，通常用伏安特性曲线来表示，如 图所示。
二极管的伏安特性
1 正向特性
iD
D
OD段称Байду номын сангаас正向特性。
UBR
C
OC段，正向电压较小，正
B
O
uD
向电流非常小，外电场还不
足以克服PN结内电场对多数
载流子的阻力，这一范围成
A
为“死区”相应电压称为死
区电压。只有当正向电压超
过某一数值时，才有明显的
正向电流，亦称开启电压。
CD段，当正向电压大于死区电压后，正向电流近似 以指数规律迅速增长，二极管呈现充分导通状态。
（2 ）反向特性
OB段称为反向特性。这时二极
管加反向电压，反向电流很小。
当温度升高时，半导体中本征激发 UBR 增加，是少数载流子增多，故反向 B 电流增大，特性曲线向下降。
当二极管的正极接高电位，而负极接低电 位，指示灯发光。此时二极管两端施加的电 压是正向电压，二极管处于正向偏置状态， 简称正偏。二极管正偏时，当正向电压达到 某一数值时会使二极管导通，电流随电压的 上升迅速增大，二极管内部电阻变得很小， 进入正向导通状态。导通后二极管两端的正 向电压称正向压降。
二极管加正向电压
二极管的伏安特性
演示实验:
当二极管的正极接低电位，而 负极接高电位，指示灯不发光，说 明电路中没有电流通过或电流极小。 此时二极管两端施加的电压是反向 电压，二极管处于反向偏置状态， 简称反偏。二极管反偏时，内部呈 现很大的电阻值，几乎没有电流通 过，二极管的这种状态称为反向截 止状态。
二极管的伏安特性及主要参数电子元器件
二极管的伏安特性及主要参数 - 电子元器件1、伏安特性表达式二极管是一个非线性器件，其伏安特性的数学表达式为当，且时，；当，且时，。
在室温下，。
由此可看出二极管具有单向导电的特性。
2、伏安特性曲线二极管的伏安特性曲线如图1所示。
图 1 二极管的伏安特性曲线正向特性：小于死区电压（硅管是0.5V，锗管是0.1V）时，。
正向部分的开头阶段电流增加的比较慢。
在电流比较大时，二极管两端的电压随电流变化很小，称为导通电压（硅管：0.7V，锗管：0.3V）。
反向特性：当反向电压，且小于时，，反向饱和电流很小。
当反向电压的确定值达到后，反向电流会突然增大，二极管反向击穿。
击穿后，当反向电流在很大范围内变化时，二极管两端的电压几乎不变，击穿后的反向特性有稳压性。
击穿电压低于4伏的击穿主要是齐纳击穿；击穿电压大于6伏的击穿为雪崩击穿；击穿电压介于4伏与6伏之间时，两种击穿都可能发生，也可能同时发生。
二极管发生反向击穿时，假如回路中的限流电阻能将反向电流限制在允许的范围内，二极管不会损坏。
当反向电压降低后，管子仍可以恢复到原来的状态，这就是电击穿。
假如限流电阻太小，使反向电流超过其允许值，则二极管会发生热击穿，造成永久性损坏。
3、温度对二极管特性的影响温度上升时，二极管的正向伏安特性曲线左移，正向压降减小；温度每上升1℃，正向电压降将降低2~2.5mV。
二极管的反向饱和电流也随温度的转变而转变，当温度每上升10 ℃左右时，反向饱和电流将将增大一倍。
击穿电压也受温度的影响，击穿电压小于4伏时，有负的温度系数；击穿电压大于6伏时，有正的温度系数；击穿电压介于4伏与6伏之间时，温度系数较小。
4、主要参数二极管的主要参数有：①额定整流电流IF ；②反向击穿电压U(BR)；③最高允许反向工作电压UR；④反向电流IR；⑤正向电压降UF；⑥最高工作频率fM。
二极管伏安特性曲线实验报告
二极管伏安特性曲线实验报告二极管伏安特性曲线实验报告引言：二极管是一种常见的电子元件，它具有非线性的伏安特性。
通过研究二极管的伏安特性曲线，可以更好地理解二极管的工作原理和特性。
本实验旨在通过实验测量，绘制二极管的伏安特性曲线，并分析其特点和应用。
实验过程：1. 实验器材准备：本实验所需的器材有：二极管、直流电源、电阻、万用表、导线等。
2. 实验步骤：（1）将二极管连接到电路中，注意极性的正确连接。
（2）将直流电源接入电路，调节电压为适当的范围，如0-10V。
（3）通过万用表测量电压和电流的数值，并记录下来。
（4）调节直流电源的电压，重复步骤（3），得到不同电压下的电流数值。
（5）根据测量数据，绘制二极管的伏安特性曲线。
实验结果：根据实验测量的数据，我们得到了二极管的伏安特性曲线。
在实验中，我们发现了以下几个重要的特点：1. 正向特性：当二极管的正向电压增加时，电流呈指数增长。
这是因为在正向电压作用下，二极管的P区域和N区域之间的势垒逐渐减小，导致电子和空穴的扩散增加，形成电流。
当正向电压超过二极管的导通电压时，电流急剧增加，二极管进入导通状态。
2. 反向特性：当二极管的反向电压增加时，电流基本保持为零，直到达到反向击穿电压。
反向击穿电压是指当反向电压达到一定程度时，势垒电场足以使电子和空穴发生碰撞，形成电流。
在反向击穿电压下，二极管的电流急剧增加，导致二极管受损。
3. 饱和电流和饱和电压：在正向特性中，当二极管的正向电压继续增大时，电流并不会无限增加，而是趋于饱和。
饱和电流是指当正向电压增大到一定程度时，二极管的电流达到最大值并趋于稳定。
饱和电压是指在饱和状态下，二极管的电压维持在一个相对稳定的值。
实验分析：通过实验测量得到的二极管的伏安特性曲线，我们可以进一步分析其特点和应用。
1. 整流器：二极管的正向特性使其成为一种理想的整流器。
在交流电路中，通过使用二极管，可以将交流电信号转换为直流电信号。
晶体二极管的伏安特性曲线
晶体二极管的伏安特性曲线二极管最重要的特性就是单向导电性，这是由于在不同极性的外加电压下，内部载流子的不同的运动过程形成的，反映到外部电路就是加到二极管两端的电压和通过二极管的电流之间的关系，即二极管的伏安特性。
在电子技术中，常用伏安特性曲线来直观描述电子器件的特性。
根据图1的试验电路来测量，在不同的外加电压下，每转变一次RP的值就可测得一组电压和电流数据，在以电压为横坐标，电流为纵坐标的直角坐标系中描绘出来，就得到二极管的伏安特性曲线。
图1 测量晶体二极管伏安特性a) 正向特性b) 反向特性图2 2CZ54D伏安特性曲线图3 2AP7伏安特性曲线图2和图3分别表示硅二极管2CZ54D和锗二极管2AP7的伏安特性曲线，图中坐标的右上方是二极管正偏时，电压和电流的关系曲线，简称正向特性；坐标左下方是二极管反偏时电压和电流的关系曲线，简称反向特性。
下面我们以图1为例加以说明。
当二极管两端电压为零时，电流也为零，PN结为动态平衡状态，所以特性曲线从坐标原点0开头。
（一）正向特性1. 不导通区（也叫死区）当二极管承受正向电压时，开头的一段，由于外加电压较小，还不足以克服PN结内电场对载流子运动的阻挡作用，因此正向电流几乎为零，二极管呈现的电阻较大，曲线0A段比较平坦，我们把这一段称作不导通区或者死区。
与它相对应的电压叫死区电压，一般硅二极管约0.5伏，锗二极管约0.2伏（随二极管的材料和温度不同而不同）。
2. 导通区当正向电压上升到大于死区电压时，PN结内电场几乎被抵消，二极管呈现的电阻很小，正向电流增长很快，二极管正向导通。
导通后，正向电压微小的增大会引起正向电流急剧增大，AB 段特性曲线陡直，电压与电流的关系近似于线性，我们把AB 段称作导通区。
导通后二极管两端的正向电压称为正向压降（或管压降），也近似认为是导通电压。
一般硅二极管约为0.7伏，锗二极管为0.3伏。
由图可见，这个电压比较稳定，几乎不随流过的电流大小而变化。
二极管伏安特性
二极管伏安特性
二极管伏安特性是衡量二极管的电特性指标，它是指将电流从零到最大至，电压会变成多少的情况。
二极管的伏安特性是由当前的特性和二极管结构的特性决定的。
随着电流的增加，二极管的电压会逐渐增加，这个过程中所形成的折线图，就是二极管的伏安特性图。
二极管伏安特性的特点是，当恒定电流通过二极管时，电压呈现负斜率，而电流更改时，压降不会立即变动，只有在达到一定以上级别时候，会发生变化。
二极管伏安特性对于了解二极管的动态特性有重要的誊录作用，其伏安曲线用来表示电流和电压关系，可以用来准确地测量二极管的特性参数，同时也被用来分析二极管的电路及其性能。
二极管的伏安特性受到温度的影响，温度的升高会导致正向击穿击穿晶体管的压降值减小，导致正向漏电流增加，硅锗电流也减小。
此外，温度的升高也会对二极管的能量效率有很大的负面影响，使用的热能因此耗费会增加，二极管的耐温设备因此受到限制。
由于二极管具有重要的应用价值，因此，我们需要理解并估算二极管的伏安特性，以更好地提高其使用寿命和可靠性，更有效地提高设备性能。
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【实验内容 】
具体实验步骤，自行设计。
数据记录
表（1） 反向伏安曲线测试数据
表（2） 正向伏安曲线测试数据表
【思考与讨论】
1、二极管反向电阻和正向电阻差异如此大，其物理原
理是什么？
2、在制定表（2）时，考虑到二极管正向特性严重非
线性，电阻值变化范围很大，在表（2）中加一项“ 电阻修正值”栏，与电阻直算值比较，讨论其误差 产生过程。
大学物理实验
二极管伏安特性 曲线的研究
物电学院普物教研室
【实验目的】
通过对二极管伏安特性的测试，掌
握锗二极管和硅二极管的非线性特点， 从而为以后正确设计使用这些器件打下 技术基础
【实验仪器】
电压表，电流表，电位差计，锗二极管 和硅伏安特性示意图
伏安特性描述
实验设计
1、反向特性测试电路
二极管的反向电阻值很大，采用电流表内 接测试电路 可以减少测量误差。测试电路如下图，电阻选择510Ω
2、正向特性测试电路
二极管在正向导道时，呈现的电阻值较小，拟采用电流 表外接测试电路。电源电压在0～10V内调节，变阻器开始 设置510 ，调节电源电压，以得到所需电流值。测试电路 如下图所示。
再见！
对二极管施加正向偏置电压时，则二极管中就有正向
电流通过(多数载流子导电)，随着正向偏置电压的增 加，开始时，电流随电压变化很缓慢，而当正向偏置 电压增至接近二极管导通电压时(锗管为0.2V左右，硅 管为 0.7V左右)，电流急剧增加，二极管导通后，电 压的少许变化，电流的变化都很大。 对上述二种器件施加反向偏置电压时，二极管处于 截止状态，其反向电压增加至该二极管的击穿电压时 ，电流猛增，二极管被击穿，在二极管使用中应竭力 避免出现击穿观察，这很容易造成二极管的永久性损 坏。所以在做二极管反向特性时，应串入限流电阻， 以防因反向电流过大而损坏二极管。