五伏安法测晶体二极管的特性一
(完整版)实验一二极管特性实验
实验一二极管特性实验一、实验目的：1、验证晶体二极管的单向导电特性。
2、学会测量晶体二极管的伏安特性曲线。
3、掌握几种常用特种功能二极管的性能和使用方法。
二、实验前准备：1、复习晶体二极管结构和伏安特性。
2、阅读光电二极管、发光二极管和稳压管的特性和使用范围。
3、复习用万用表测量晶体二极管的方法。
阅读用图示仪测试晶体二极管及用示波器测量输出电压的方法。
三、实验设备：KJ120学习机一台数字式万用表一块指针式万用表一块（20KΩ/V DC）四、实验原理：晶体二极管由一个PN结构成，具有单向导电作用。
几种常用二极管的符号如图1.1所示。
（a） (b) (c)图1.1几种常见二极管的符号图1.1（a）为普通二极管，如In4001;In4148;2AP等。
图1.1（b）～(c)为稳压管、发光二极管等。
如稳压管，它工作在反向击穿区。
使用时，利用反向电流在击穿区很大范围内变化而电压基本恒定的特性来进行稳压。
发光二极管是一种把电能变成光能的半导体器件。
发光二极管有各种颜色，例如有发红光的，发黄光的，发绿光的等等。
发光二极管工作电压较低（1.6～3V），正向工作电流只需几毫安到几十毫安，故常作线路通断指示和数字显示。
若将万用表黑表笔接二极管正极，红表笔接二极管负极，则二极管处于正向偏置，呈现低阻，表针偏转大；反之，二极管处于反向偏置，呈现高阻，表针偏转小。
根据两次测得的阻值，就可以辨别二极管的极性。
注意万用表不同的电阻挡的等效内阻各不相同测得的阻值有差异。
一般不宜采用RX10K 挡来测二极管，因该挡的电源电压较高（一般为9V ），有可能损坏管子．五、实验步骤：1、二极管的一般测试。
（1）按实验报告表1.1要求多用万用表测量二极管（IN4001、IN4148、2AP 、LED ）的正、反向阻值。
将数据填入表1-1中。
（2）二极管正向电压测量：调电位器，使I=5mA 分别测量五种二极管的正向电压，将数据填入表1-1中。
二极管伏安特性和二极管动态测试
实验四
二极管伏安特性和二极管动态测试
二极管伏安特性
【实验目的】
1、验证二极管的伏安特性曲线，二极管的动态测试
2、学习从实验曲线获取相关信息的方法
【实验环境】
二极管、面包板、电位器、导线若干、万用表、电源
Multisiom软件、示波器
【实验过程】
1、检测万用表是否完好
2、画测量二极管伏安特性曲线电路图
2、在面包板上搭建电路图，调试电压为5V，用万用表测
量二极管两端的电压和电流，从而获得数据
3、转动电位器，读出下次电压电流数据并记录
*实验数据*
正向二极管数据
电压（V）电流（mA）
1 0.0
2 0.00
2 0.05 0.00
3 0.1 0.00
4 0.2 0.01
5 0.3 0.08
6 0.4 0.23
*二极管正向伏安特性曲线*
反向二极管数据： 电压（V ） 电流（mA ） 1 -1.0 0.001 2 -2.0 0.00 3
-3.0
0.00
7 0.5 0.39 8 0.55 0.64 9 0.6 1.06 10 0.65 2.71 11 0.68 4.68 12
0.7
7.2
因为电流几乎都是0，故省略了画图，就是X轴。
二极管动态测试电路图
电路图：
实验步骤：连接如下电路、调试示波器、观察波形图、得出数据结果
周期：3.680ms 峰峰值：2.86v 频率：280.5hz。
【实验结论】。
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：。
实验3-1 伏安法测晶体二极管特性.
实验3-1 伏安法测晶体二极管特性给一个元件通以直流电，用电压表测出元件两端的电压，用电流表测出通过元器件的电流。
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。
这种研究元件特性的方法称为伏安法。
伏安特性曲线为直线的元件称为线性元件，如电阻；伏安特性曲线为非直线的元件称为非线性元件，如二极管、三极管等。
伏安法的主要用途是测量研究线性和非线性元件的电特性。
非线性电阻总是与一定的物理过程相联系，如发热、发光和能级跃迁等，江崎玲、於奈等人因研究与隧道二极管负电阻有关的现象而获得1973年的诺贝尔物理学奖。
【实验目的】1．具体了解和分析二极管的伏安特性曲线。
2．学会分析伏安法的电表接入误差，正确选择电路使其误差最小。
3．学会电表、电阻器、电源等基本仪器的使用。
【仪器用具】安培计、伏特计、变阻器、转盘电阻箱、甲电池、待测二极管、导线、双刀双掷倒向开关、单刀开关【实验原理】半导体二极管的核心是一个PN结，这个PN结处在一小片半导体材料的P区与N区之间（如图3-1-1），它由这片材料中的P型半导体区域和N型半导体区域相连所构成。
连接P 型区域的引出线称为P极，连接N型区域的引出线称为N极。
当电压加在PN结上时，若电压的正端接在P极上，电压的负端接在N极上（如图3-1-2），称这种连接为“正向连接”；反之，档PN结的两极反向连接到电压上时为“反向连接”。
正向连接时，二极管很容易导图3-1-1 图3-1-2通，反向连接时，二极管很难导通。
我们称二极管的这种特性为单向导电性。
实验工作中往往利用二极管的单向导电性进行整流、检波、作电子开关等。
二极管电流随外加电压变化的关系曲线称为伏安特性曲线。
二极管的伏安特性曲线如图3-1-3和图3-1-4所示。
这两个图说明了二极管的单向导电性。
由图可见，在正向区域，锗管和硅管的起始导通电压不同，电流上升的曲线斜率也不同。
图3-1-3 图3-1-4利用绘制出的二极管的伏安特性曲线，可以计算出二极管的直流电阻及表征其它特性的某些参数。
(完整版)伏安法测二极管的特性
实验三 伏安法测二极管的特性电路中有各种电学元件，如线性电阻、半导体二极管和三极管,以及光敏、热敏和压敏元件等。
知道这些元件的伏安特性,对正确地使用它们是至关重要的。
利用滑线变阻器的分压接法，通过电压和电流表正确地测出它们的电压与电流的变化关系称为伏安测量法（简称伏安法）。
伏安法是电学中常用的一种基本测量方法。
1、教学目标（1)了解分压器电路的调节特性; （2)掌握测量伏安特性的基本方法； （3）了解二极管的正向伏安特性. 2、实验原理2。
1 电学元件的伏安特性在某一电学元件两端加上直流电压，在元件内就会有电流通过，通过元件的电流与端电压之间的关系称为电学元件的伏安特性。
在欧姆定律U=IR 式中，电压U 的单位为V ，电流I 的单位为A ，电阻R 的单位为Ω。
一般以电压为横坐标和电流为纵坐标作出元件的电压－电流关系曲线,称为该元件的伏安特性曲线。
对于碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻等电学元件，在通常情况下，通过元件的电流与加在元件两端的电压成正比关系变化,即其伏安特性曲线为一直线。
这类元件称为线性元件。
半导体二极管、稳压管等元件，通过元件的电流与加在元件两端的电压不成线性关系变化，其伏安特性为一曲线.这类元件称为非线性元件，如图1所示为某二极管元件的伏安特性.在设计测量电学元件伏安特性的线路时，必须了解待测元件的规格,使加在它上面的电压和通过的电流均不超过额定值。
此外，还必须了解测量时所需其它仪器的规格（如电源、电压表、电流表、滑线变阻器等的规格），也不得超过其量程或使用范围。
根据这些条件所设计的线路，可以将测量误差减到最小. 2.2 二极管测量电路的比较与选择电路的比较和说明可参考教材p56自己分析。
3、实验室提供的仪器和用具直流电源,滑线变阻器（1A ，190Ω），直流电压表（0。
5级，1。
5—15V 四量程），直流电流表（0。
5级，25-50mA 二量程）,两个电阻箱(ZX21型），直流检流计（AC5型),待测二极管,单刀双掷开关及导线若干等. 4、实验内容测定二极管正向伏安特性，并作出伏安特性曲线 主要步骤：(1）连线前,先记录所用晶体管型号和主要参数（即最大正向电流和最大反向电压）. (锗管的最大正向电流一般16-50mA ，最大反向电压为20-75V ）(2）然后用万用表欧姆档测量其正、反向阻值，从而判断晶体二级管的正、负极（万用表处于欧姆档时，图1 非线性元件的伏安特性 KBA图2测晶体二极管正向特性mAVC + -E D图3测晶体二极管正向负笔为正电位，正笔为负电位。
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。
实验3-1 伏安法测晶体二极管特性.
实验3-1 伏安法测晶体二极管特性给一个元件通以直流电，用电压表测出元件两端的电压，用电流表测出通过元器件的电流。
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。
这种研究元件特性的方法称为伏安法。
伏安特性曲线为直线的元件称为线性元件，如电阻；伏安特性曲线为非直线的元件称为非线性元件，如二极管、三极管等。
伏安法的主要用途是测量研究线性和非线性元件的电特性。
非线性电阻总是与一定的物理过程相联系，如发热、发光和能级跃迁等，江崎玲、於奈等人因研究与隧道二极管负电阻有关的现象而获得1973年的诺贝尔物理学奖。
【实验目的】1．具体了解和分析二极管的伏安特性曲线。
2．学会分析伏安法的电表接入误差，正确选择电路使其误差最小。
3．学会电表、电阻器、电源等基本仪器的使用。
【仪器用具】安培计、伏特计、变阻器、转盘电阻箱、甲电池、待测二极管、导线、双刀双掷倒向开关、单刀开关【实验原理】半导体二极管的核心是一个PN结，这个PN结处在一小片半导体材料的P区与N区之间（如图3-1-1），它由这片材料中的P型半导体区域和N型半导体区域相连所构成。
连接P 型区域的引出线称为P极，连接N型区域的引出线称为N极。
当电压加在PN结上时，若电压的正端接在P极上，电压的负端接在N极上（如图3-1-2），称这种连接为“正向连接”；反之，档PN结的两极反向连接到电压上时为“反向连接”。
正向连接时，二极管很容易导图3-1-1 图3-1-2通，反向连接时，二极管很难导通。
我们称二极管的这种特性为单向导电性。
实验工作中往往利用二极管的单向导电性进行整流、检波、作电子开关等。
二极管电流随外加电压变化的关系曲线称为伏安特性曲线。
二极管的伏安特性曲线如图3-1-3和图3-1-4所示。
这两个图说明了二极管的单向导电性。
由图可见，在正向区域，锗管和硅管的起始导通电压不同，电流上升的曲线斜率也不同。
图3-1-3 图3-1-4利用绘制出的二极管的伏安特性曲线，可以计算出二极管的直流电阻及表征其它特性的某些参数。
伏安法测二极管实验报告
伏安法测二极管实验报告篇一：实验一、伏安法测二极管特性实验一、伏安法测二极管特性实验时间：XX..篇二：伏安法实验报告伏安法测电阻实验报告（一）数据处理? 测小电阻粗测：50.6Ω测量小电阻数据表U/V I/mA0.1 2.20.3 6.40.5 10.60.7 14.60.9 18.81.1 23.01.3 27.2电压表：量程1.5V分度值0.02V 内阻1kΩ/V 电流表：量程30mA 分度值0.4mA内阻4.8Ω取图中点（0.7，14.6）计算，得R=U/I=0.7/（14.6*10-3）=47.9Ω考虑电压表内阻Rv=1.5V*1kΩ/V=1500Ω根据公式1/Rx=I/U-1/Rv解得RX=49.5Ω可见修正系统误差后，RX的阻值更接近粗测值。
? 测大电阻粗测：0.981 kΩU/V 0.10 0.30 0.50 0.70 0.90 1.10 1.30I/mA 0.10 0.31 0.50 0.71 0.91 1.11 1.31电压表：量程1.5V分度值0.02V 内阻1kΩ/V 电流表：量程1.5mA 分度值0.02mA内阻21.4Ω取图中点（0.7,0.71）计算，得R=U/I=0.7/（0.71*10-3）=985.9Ω考虑电流表内阻RA=21.4Ω根据公式Rx=U/I-RA=964.5Ω此时出现修正误差后的阻值比测量值的误差还要大的情况，考虑可能是选择的电流表的量程不恰当。
为了使电流表的指针能够偏转至量程的2/3处，选择的量程过小，导致电流表的内阻过大，增大误差。
? 测量稳压二极管U/V I/mA U/V I/mA U/V I/mA稳压二极管正向导电数据表0.1907 0.3163 0.4978 0.5202 0.5553 0.5706 0.5944 0.000 0.000 0.000 0.001 0.003 0.004 0.007 0.6007 0.6201 0.6574 0.6661 0.6888 0.7085 0.7289 0.008 0.013 0.032 0.040 0.072 0.124 0.222 0.7417 0.7617 0.7811 0.8000 0.828 0.848 0.868 0.322 0.583 1.040 1.807 4.661 6.985 9.920U=0.8V时，RD=0.8/(1.807*10-3)=442.7Ω稳压二极管反向导电数据表U/V I/mA U/V I/mA U/V I/mA 1.229 0.000 4.683 0.005 5.387 0.428 2.312 0.000 4.806 0.007 5.465 9.800 3.3194.001 4.288 4.516 0.000 0.001 0.002 0.003 4.9475.1035.208 5.327 0.011 0.019 0.031 0.076 5.468 5.494 5.509 5.523 10.113 15.620 17.596 19.775U=4.0V时，RD=4.001/(0.001*10-3)=400 kΩI=-10mA时，RD′=(5.468-5.465)/(10.113-9.800)*10-3=9.6Ω（二）思考题（2）测量正向伏安曲线时你采用了哪种电表接法，为什么？采用外接法。
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物 理 实 验 教 学 示 范 中 心
用伏安法进行测量时，电压表、电流表和待测电阻的连接 有两种方法：电流表接在电压表测试端之内，称“内接法”， 如图1所示；电流表接在电压表测试端之外，称“外接法”， 如图2所示。 A A
V
V
图1
内接法
图2
外接法
物 理 实 验 教 学 示 范 中 心
物 理 实 验 教 学 示 范 中 心 【要求及处理】 1．按图1接线（内接法），调节滑线变阻器，使电压表由 零开始，逐步增加电压，当二极管导通后，每隔0.05伏测 一次电压、电流值。一直加到流过二极管的电流值为它的 最大工作电流。 把所测数值列表记下并绘出正向特性曲线。 2．根据RA值，对二极管两端的正向压降进行修正，并在方 格纸上绘出修正后的特性曲线，并将正向特性曲线直线部分 延长交于U轴上一点，测出此点电压即为死区电压。 3．按图2接线（外接法），方法同上，要求数据列表，并绘 出正向特性曲线。
物 理 实 验 教 学 示 范 中 心 2．反向特性 当加上反向电压时，反向电流很小，当反向电压增高很多，其 反向电流始终很小。这小电流称为反向饱和电流，这时二极管 处于截止状态，呈现出很大的电阻值，可达到几百kΩ以上。 反向电流是二极管的一个重要参数。反向电流大，说明管子 单向导电的性能差。一般，硅管的反向电流在1μ A，锗管可达 几百μ A，在温升情况下达mA级。 3．反向击穿电压 当反向电压不断增加，但增加到一定数值，反向电流突然变为 零，出现反向击穿现象。这个电压数值叫做反向击穿电压。
【思考题】 1．试述为什么二极管在正向测量时安培表要外接，反向测量 时安培表要内接？
2．有人在测一个管子的反向电阻时，为了使表笔和管子接 触得好一些，他用两只手把两端捏紧，结果发现管子的反向 电阻较小，认为不合格，但用在设备上却工作正常，为什么？
3．要求利用一单刀双掷开关即能用“外接法”又能用“内接法” 测试二极管的正向伏安特性，请画出相应的测中 心 4．根据RV值，对流过二极管的正向电流进行修正，绘出修 正后的特性曲线，并测出死区电压。 注意：
要求在同一张方格纸上分别画出两条未修正和两条修正后的 伏安特性曲线，并进行比较。横坐标取二极管的端电压值， 纵坐标取流过二极管的电流值。
物 理 实 验 教 学 示 范 中 心
注意： 对200mA档，RA = 1.2Ω。
物 理 实 验 教 学 示 范 中 心
注意： 对2.5V档，RV = 200Ω/V×2.5V =500Ω。
物 理 实 验 教 学 示 范 中 心
综上所述，在实际测量中必须根据被测电阻的大小，选取相应 的连接法。一般当被测电阻较大时（RX >>RA）采用“内接法” 当被测电阻较小时（RX << RV）采用“外接法”，这样可以获得 近似准确的结果，否则误差较大，但如果知道RA和RV的值， 并对测量结果作相应的修正，则不管采用哪一种接法都可获得 更准确的测量结果。 二、晶体二极管在电工和电子线路中应用广泛，主要的特性就 是单向导电的特性。测绘出晶体二极管的电压和电流之间的关 系曲线，对于我们了解它和应用它是有实际意义的。图3是其 伏安特性曲线
物 理 实 验 教 学 示 范 中 心
物 理 实 验 教 学 示 范 中 心 1．正向特性 在二极管两端加以正向电压，就产生正向电流，但是，当这 个电压比较小的时候，这时的正向电流很小，在电流表上几 乎看不出来，此时二极管呈现的电阻较大，但当二极管两端 的电压超过一定数值后（这个数值称为死区电压），二极管 的电阻变得很小（约几百Ω左右），电流于是增长很快。我 们通常称为导通状态。一般锗管的死区电压在0.2V左右，硅 管在0.6V左右。
物 理 实 验 教 学 示 范 中 心 手册上给出的最高反向工作电压（通常是击穿电压的一半）就 是为了防止二极管因反向击穿而损坏，选用二极管时，必须注 意这个极限值。 从图3所示的实验曲线看出，二极管的电阻是非线性的，即其 电压和电流之间的关系是不遵从欧姆定律的。
物 理 实 验 教 学 示 范 中 心 【实验内容】
物 理 实 验 教 学 示 范 中 心
实验五 伏安法测晶体二极管的特性
一、实验目的 二、实验仪器及设备 三、实验原理 四、实验内容 五、实验记录
六、实验结果分析
物 理 实 验 教 学 示 范 中 心 【实验目的】 1．掌握测量伏安特性的两种方法及其修正。 2．了解二极管的伏安特性并作其特性曲线。
物 理 实 验 教 学 示 范 中 心 【实验仪器】
1．干电池
2．单刀单掷开关
3．滑线变阻器（110Ω） 4．直流电压表（2.5V档） 5．DHI—1直流数字电流表（200mA档） 6．万用表 7．晶体二极管（2AP13——锗管或2CP13——硅管）
物 理 实 验 教 学 示 范 中 心 【实验原理】 一、用伏特表测出电阻两端的电压，用安培表测出流经电 阻的电流，将电压和电流的数值相比即得到电阻的阻值， 这样的测量方法称为伏安法。以电压值为横坐标，电流值 为纵坐标，将测量结果在坐标纸上作图，所得到的曲线称 为伏安特性曲线。