二极管伏安特性曲线的测定
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。
大学物理设计性实验-测定稳压二极管的伏安特性曲线
XXXXXX大学物理设计性实验测定稳压二极管的伏安特性曲线设计报告姓名：XX学号：2009XXXX专业：XXXXX班级：XXXX学院：XXXXXX指导老师：XXX2010年12月9日一、题目选择电路中二极管的应用比比皆是，有整流二极管、开关元件、限幅元件、继流二极管、变容二极管、稳压二极管等多种类型。
为了进一步了解二极管的工作原理，首先要了解它们的伏安特性曲线。
本实验通过对二极管伏安特性曲线的测定，了解二极管的单向导电性的实质。
二、实验原理1、原理及基础知识二极管是常见的非线性元件，其伏安特性曲线如图所示：当对二极管加上正向偏置电压，则有正向电流流过二极管，且随正向偏置电压的增大而增大。
开始电流随电压变化较慢，而当正向偏压增到接近二极管的导通电压，电流明显变化。
在导通后，电压变化少许，电流就会急剧变化。
当加反向偏置电压时，二极管处于截止状态，但不是完全没有电流，而是有很小的反向电流。
该反向电流随反向偏置电压增加得很慢，但当反向偏置电压增至该二极管的击穿电压时，电流剧增，二极管PN结被反向击穿。
2、通过对二极管不同电压下电流的测定，得出一系列电压和电流的数值，在坐标纸上作出U-I曲线,从而得出二极管的伏安特性曲线，进一步形象的认识二极管的单向导电性。
由此分析可知，能够达到精度、范围、功能的要求。
3、可行性分析运用所学过的电学实验的基础知识（电桥法测电阻、伏安法测电阻等），采用实验室已有的电学实验元器件（直流电源、电压表、电流表、滑线变阻器等），设计出一个测定二极管伏安特性曲线的电路。
通过对实验电路的控制，得出一系列电压和电流值，从而绘制二极管的伏安特性曲线。
三、方案设计测定非线性电阻可采用伏安法、电桥法、电势差计法、非平衡电桥法等，现对伏安法、非平衡电桥法进行介绍，进行比较之后选用一种合适的方法来测定二级管的伏安特性曲线。
1、 伏安法伏安法测二极管的伏安特性曲线，测量电路图如图所示：图（a ）是测定二极管正向导通状态的伏安特性曲线的电路。
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。
电路实验四实验报告_二极管伏安特性曲线测量
电路实验四实验报告实验题目：二极管伏安特性曲线测量实验内容：1.先搭接一个调压电路，实现电压1-5V连续可调；2.在面包板上搭接一个测量二极管伏安特性曲线的电路；3.测量二极管正向和反向的伏安特性，将所测的电流和电压列表记录好；4.给二极管测试电路的输入端加Vp-p=3V、f=100Hz的正弦波，用示波器观察该电路的输入输出波形；5.用excel或matlab画二极管的伏安特性曲线。
实验环境：数字万用表、学生实验箱（直流稳压电源）、电位器、整流二极管、色环电阻、示波器DS1052E，函数发生器EE1641D、面包板。
实验原理：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，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。
为了测量二极管的伏安特性曲线，我们用直流电源和电位器搭接一个调压电路，实现电压1-5V连续可调。
调节电位器的阻值，可使二极管两端的电压变化，用万用表测出若干组二极管的电压和电流值，最后绘制出伏安特性曲线。
电路图如下所示：用函数发生器EE1641D给二极管施加Vp-p=3V、f=100Hz的交流电源，再用示波器观察二极管的输入信号波形和输出信号波形。
电路图如下：实验记录及结果分析：得到二极管的伏安特性曲线如下：结论：符合二极管的特性，即开始时，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，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。
2. 示波器显示二极管的输入输出波形如下图（通道1为输入波形，通道2为输出波形）：分析：二极管在交流电中呈现单向导通性，所以当电源信号为正向电压时，二极管导通，呈现正弦波形信号，当电源信号为反向电压时，二极管处于截止状态，此时无信号输出，如波形图所示。
实验总结：这一次的实验，让我们更加深入地了解的二极管的性质，通过实验的方式，加深了对二极管伏安特性的理解。
测量二极管的伏安特性实验报告
测量二极管的伏安特性实验报告实验报告课程名称：大学物理实验（1）实验名称：测量二极管的伏安特性学院：XX学院专业：XX 班级：XX 组号：XX 指导教师：XX报告人学号：XX 实验时间：年月日星期实验地点：科技楼903实验报告提交时间：一、实验目的了解晶体二极管的导电特性并测定其伏安特性曲线。
二、实验原理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，只有当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。
三、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。
四、实验内容和步骤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，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，直至伏特表读数为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。
稳压二极管伏安特性曲线的测绘实训报告
稳压二极管伏安特性曲线的测绘实训报告实训小组： 姓名： 实训地点： 实训时间： 一、实验目的1、 掌握二极管伏安特性的测量方法。
2、 通过测绘稳压二极管的正向特性去曲线及反向特性曲线，加深理解二极管的单向导电性和稳压二极管的稳压性能。
二、实验线路实验线路如图所示：+ - 三、实验器材 1、直流稳压电源；R P R V 2、电阻器、电位器、稳压二极管； 10K Ώ 100Ώ 2CW 3、万用表；V G 4、直流毫安表；5、直流微安表；-B 6、直流电压表(a) 四、实验内容及步骤1、测量二极管的特性+ - ①按实验图a 接好线路并复 查一次。
R P R V ②调节稳压电源输出直流电 10K Ώ 100Ώ 2CW 压为5V ，接入实验电路，“+”接 V G A ，“-”接B 。
③调节R P 使二极管反向电压 -B V D 依次偎实验表1所示数值，并 (b) 读出相应的各正向电流I D ，填入表中。
V D /V 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 I D /mA2、 测量二极管的反向特性①把实验图a 线路中的直流毫安表换成直流微安表，将稳压二极管方向接入电路， 调节稳压电源使输出电压为15Ｖ，接入电路，保持ＶＡＢ＝１５Ｖ。
②调节ＲＰ是二极管反向电压ＶＤ依次为实验表２所示数值（对于二极管而言是反 ＤV D /V－２.５ －５ －７.５ －１０ －１２.５ －１５ I D /mA ３、绘制被测稳压二极管伏安特性曲线（写到试卷反面）画入正、反向伏安特性曲线五、思考题１、如将稳压二极管换成普通二极管，能否用同样的实验方法测绘他的伏安特性曲线？ ２、测普通二极管方向特性曲线时，应注意什么？V mAV μΑ。
测定半导体二极管的伏安特性
测定半导体二极管的伏安特性1背景知识电子器件的伏安特性电子器件的伏安特性是指流过电子器件的电流随器件两端电压的变化特性测定出电子器件的伏安特性，对其性能了解与其实际应用具有重要意义。
在生产和科研中，可用晶体管特性图示仪自动测绘其曲线，在现代实验技术中，可用传感器及计算机进行测定给出测量结果。
如果手头没有现成的自动测量仪器，提出应用电流表和电压表进行人工测量的方法，进行应急的测量是很有用的。
半导体二极管半导体二极管是具有单向导电性的非线性电子元件，其电阻值与工作电流（或电压）有关。
二极管的单向导电性就是PN结的单向导电性：PN结正向偏置时，结电阻很低，正向电流甚大（PN结处于导通状态）；PN结反向偏置时，结电阻很高，反向电流很小（PN结处于截止状态），这就是PN结的单向导电性。
（正向偏置）；（反向偏置）。
二极管的结构：半导体二极管是由一个PN结，加上接触电极、引线和管壳而构成。
按内部结构的不同，半导体二极管有点接触和面接触型两类，通常由P区引出的电极称为阳极，N区引出的电极称为阴极。
二极管的伏安特性及主要参数：二极管具有单向导电性，可用其伏安特性来描述。
所谓伏安特性，就是指加到二极管两端的电压与流过二极管的电流的关系曲线，如下图所示。
这个特性曲线可分为正向特性和反向特性两个部分。
图1二极管的伏安特性曲线（1）正向特性当二极管加上正向电压时，便有正向电流通过。
但是，当正向电压很低时，外电场还不能克服PN结内电场对多数载流子扩散运动所形成的阻力，故正向电流很小，二极管呈现很大的电阻。
当正向电压超过一定数值（硅管约，锗管约）以后，内电场被大大削弱，二极管电阻变得很小，电流增长很快，这个电压往往称为阈电压UTH（又称死区电压：0-U0）。
二极管正向导通时，硅管的压降一般为，锗管则为。
导通以后，在二极管中无论流过多大的电流（当然是允许范围之内的电流），在极管的两端将始终是一个基本不变的电压，我们把这个电压称为二极管的“正向导通压降”。
测量二极管的伏安特性实验报告
测量二极管的伏安特性实验报告一、实验目的该实验的目的在于测量二极管的伏安特性，也就是对不同特定电流和电压进行测量，以此判断其结构特点。
该实验也非常有助于帮助我们掌握光电元件在实际使用中的特性，便于计算光电元件的参数。
二、实验原理伏安特性将电路中的二极管放在可调电源内，以不同的电压和电路极性为条件，从而控制它的电流，通过互感电流表测量二极管的电流，并用电压表得到二极管的电压。
由此得到的某一特定电流下的电压即为NPN管的转换效率电压VCE，将检测得到的VCE和电流值以图形方式呈现即为伏安特性曲线。
三、实验设备1.可调电源：可调电源主要用于得到检定时所需要的电压大小及极性，使管子内部运行在指定电流和极性条件下；2.互感电流表：互感电流表用于在特定条件下测量放大器中PNP管的放大倍率和输出电流；3.电压表：电压表用于分别测量安放在可调电源的正负极的电源电压；4.示波器：周期性信号的变化触发示波器所示出的人眼可见的示波产生脉冲形宽度，跟踪这种变化就可以获取这段时间内发生及变化的参数值；5.数据采集板：数据采集板用于将二极管的特性数据存入电脑。
四、实验内容（1）实验准备该实验需要一块可调电源，一块数据采集板，一台示波器以及一台互感电流表和电压表。
在实验之前，首先需要校准可调电源的输出电压，以及测量仪器的准确值，以便保证实验的准确性。
（2）建立实验电路实验电路主要由可调电源、互感电流表、电压表和数据采集板等组成：将可调电源输出电源线remark至实验小方框内，再用示波器长接线将框内电源正极和正测点互接；接下去在测点通一只二极管，另一只对应电流表的电极与负测点互接；接着将小方框外负极线接电压表，并将测试端小方框内正极和负极接上电压表的正极和负极；最后将测量仪表的接线和正负极极接在实验小块上，然后将数据采集板和可调电源连线，将数据采集板的电极互接，然后接线就全部完毕。
（3）实验步骤1、用可调电源将实验电路中放大器极性以正电平反向电压输出，接着调节电源，将反向电压调节至指定电压；2、开启互感电流表，测量出PNP管的电压表；3、调节反向电压，使管子内部电流达到所需要的指定值；4、用电压表测量安放在可调电源的正负极的电源电压；5、示波器可以跟踪电流和电压的变化；6、将数据采集板连接电脑，将实验结果以图表形式表示。
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实验四二极管伏安特性曲线的测定
【一】实验目的
电路中有各种电学元件，如碳膜电阻、线绕电阻、晶体二极管和三极管、光敏和热敏元件等。
人们常需要了解它们的伏安特性，以便正确的选用它们。
通常以电压为横坐标，电流为纵坐标作出元件的电压—电流关系曲线，叫做该元件的伏安特性曲线。
如果元件的伏安特性曲线是一条直线，说明通过元件的电流与元件两端的电压成正比，则称该元件为线性元件（例如碳膜电阻）；如果元件的伏安特性曲线不是直线，则称其为非线性元件（例如晶体二极管、三极管）。
本实验通过测量二极管的伏安特性曲线，了解二极管的单向导电性的实质。
【二】实验原理
晶体二极管是常见的非线性元件，其伏安特性曲线如图1所示。
当对晶体二极管加上正向偏置电压，则有正向电流流过二极管，且随正向偏置电压的增大而增大。
开始电流随电压变化较慢，而当正向偏压增到接近二极管的导通电压（锗二极管为0.2左右，硅二极管为0.7左右时），电流明显变化。
在导通后，电压变化少许，电流就会急剧变化。
当加反向偏置电压时，二极管处于截止状态，但不是完全没有电流，而是有很小的反向电流。
该反向电流随反向偏置电压增加得很慢，但当反向偏置电压增至该二极管的击穿电压时，电流剧增，二极管PN结被反向击穿。
二极管一般工作在正向导通或反向截止状态。
当正向导通时，注意不要超过其规定的额定电流；当反向截止时，更要注意加在该管的反向偏置电压应小于其反向击穿电压。
但是，稳压二极管却利用二极管的反向击穿特性而恰恰工作于反向击穿状态。
本实验用伏安法测定二极管的伏安特性，测量电路如图2所示。
测定二极管的电压与电流时，电压表与电流表有两种不同的接法。
如图2，电压表接A 、D 两端叫做电流表外接；电压表接A 、D ′端叫做电流表内接。
电流表外接时，其读数为流过二极管的电流I D 与流过电压表电流I V 之和，即测得的电流偏大；电流表内接时，电压表读数为二极管电压V D 与电流表电压V A 之和，即测得的电压偏大。
因此，这两种接法都有测量误差。
这种由于电表接入电路而引起的测量误差叫做接入误差。
接入误差是系统误差，只要知道电压表的内阻R V 或电流表的内阻R A ，就可以把接法造成的测量误差算出来，然后选用测量误差较小的那种接法。
电流表外接，造成的电流测量误差为：
V
D
D V D D R R I I I I ==∆ 电流表内接，造成的电压测量误差为： D A D A D D R R V V V V ==∆
其中R D 、R V 、R A 、分别是二极管的内阻，电压表的内阻和电流表的内阻。
测量时究竟选用哪种接法，要看R D 、R V 、R A 的大小而定。
显然，若R D /R V ＞R A /R D 应选用电流表内接，反之则选用电流表外接。
【三】 实验装置
直流稳压电源、直流电压表2个、直流电流表2个、滑线变阻器、待测二极管、开关、导线等。
注意事项：
1． 为保护直流稳压电源，接通或断开电源前均需先使其输出为零；对输出调节旋钮的调节
必须轻而缓慢。
2． 更换测量内容前，必须使电源输出为零，然后再逐步增加至需要值，以免损坏元件。
3． 测定2AP 型锗二极管的正、反向伏安特性曲线时，注意正向电流不要超过20mA ，反向
电压不要超过25V 。
4． 开始实验时，作为分压器的滑线变阻器的滑动触头C 应置于使输出电压为最小值处。
【四】 实验内容
一、必做内容
1．确定电流表的接法，参照图1，选取测量二极管正向伏安特性和反向特性时所用的电压表和电流表的量程。
在该电表上查与所选量程相应的内阻RV 和RA 值。
因二极管的正、反向电阻都随外加电压而变化，只能给出一大致的数值，在正常使用范围内，对2AP 型二极管，正向时RD 可取1000Ω，反向时取100K Ω。
由所选用的RD 、RV 、RA 值用判定式确定电流表的接法。
2．按照所选用的正确接法接线，测定2AP 型锗二极管的正、反向伏安特性曲线。
测正向特性时，电源电压可取3伏；测反向特性时，电源电压可取20伏。
滑动一下滑线变阻器的滑动触头，看一看电压和电流的大致变化范围，以及电表的选择是否合适。
3．电压与电流均从零开始测量，然后让滑线变阻器的滑动触头C 点向输出电压增大方向缓缓移动，按照电压和电流的实际变化范围选取数据点，记下电流表和电压表读数（不要超过二极管额定值）。
对正向及反向的ID-VD 关系都要测10个以上的点，并注意在曲线的弯曲部分，点应密些，在平直部分，点可稀些。
4．自拟表格记录实验数据，用毫米方格纸作2AP 型二极管的正向及反向伏安特性曲线。
因正、反向电压电流相差很大，作图时可选用不同单位。
二、选做内容
1．已知加在灯泡上的电压与通过灯丝的电流之间的关系为n KU I =型，其中K ，n 是与
灯泡有关的常数，试通过实验确定K 和n ，得出I 随U 变化的经验公式。
注意：小灯泡的工作电压不超过6伏。
2．分别用内接法和外接法来测定二极管的正向伏安特性曲线，并画在同一坐标系中进行比较，然后对两种方法所得结果都进行修正，再做比较。
思考题
伏安特性曲线的斜率的物理意义是什么？
用伏安法测二极管特性曲线产生的误差属什么性质的误差？为何会产生这种误差？能否消除或作修正？方法如何？
在测定二极管反向特性时，有同学发现所加电压还不到1伏，微安表指示已超量程。
你认为原因是什么？
若要用量程为2.5V ，内阻20K Ω/V 的电压表和量程为250mA ，内阻400Ω的电流表测定阻值约为400Ω、4K Ω和40K Ω的三只电阻，试确定其电表的连接方式，并画出电路图。