二极管的特性测试
二极管特性测试的工作原理
二极管特性测试的工作原理二极管特性测试是指对二极管进行各种性能参数的测试，并根据测试结果分析二极管的工作情况。
二极管作为最基本的电子元器件之一，在电子电路中起着非常重要的作用，因此对其进行特性测试是非常必要的。
二极管的特性测试主要包括静态特性测试和动态特性测试两部分，从而对二极管的整体性能进行全面的评估。
二极管的测试工作原理是利用测试仪器对二极管进行电流、电压等物理量的测量，通过对测量结果进行分析，来了解二极管的各项性能参数。
在进行测试时，首先需要确定测试二极管的正负极，以保证测试的准确性。
对于静态特性的测试，主要是通过测量二极管的伏安特性曲线来了解其正向导通特性和反向截止特性。
在进行正向特性测试时，需要通过给二极管加上逐渐增大的正向电压，然后测量相应的正向电流，从而得到正向特性曲线。
而在进行反向特性测试时，则需要对二极管加上逐渐增大的反向电压，然后测量相应的反向电流，同样也可以得到反向特性曲线。
通过这些曲线的分析，可以了解二极管的正向和反向特性参数，如正向阈值电压、反向饱和电流等，从而判断二极管的工作状态和品质。
除了静态特性测试之外，对于二极管的动态特性测试也是非常重要的。
动态特性的测试主要是针对二极管的载波特性和快速响应特性进行的，其中载波特性测试包括开关特性测试和频率响应测试。
在进行开关特性测试时，需要对二极管加上正脉冲或负脉冲，然后测量二极管的开启时间和关闭时间，以及开启和关闭时的电流和电压变化情况，从而了解二极管的开关速度和响应特性。
而在进行频率响应测试时，则需要对二极管加上不同频率的信号，然后观察二极管的输出响应情况，通过分析得到二极管的频率响应特性。
通过这些测试，可以了解二极管的动态性能参数，例如开启时间、关闭时间、频率响应带宽等，从而评估其在高频或快速信号下的工作性能。
总的来说，二极管特性测试的工作原理是利用各种测试仪器对二极管进行电流、电压等物理量的测量，并通过对测量结果进行分析，来了解其静态和动态特性参数。
二极管特性测试的工作原理
二极管特性测试的工作原理
二极管特性测试主要是通过将一定的电压和电流加到二极管上，观察和测量其电压-电流关系来确定其特性。
其工作原理如下：
1. 准备测试电路：将二极管连接到合适的电路中，通常是将二极管连接到一个电流限制器和一个电压源上。
2. 施加电压和电流：调整电流限制器以获得所需的电流值，并通过电压源施加所需的电压值。
3. 观察电压-电流特性：通过连接示波器或者数字多用表等测量设备，测量二极管的电压和电流值。
根据连接方式的不同，可以测量正向电流、反向电流、正向电压降和反向电压。
4. 绘制I-V特性曲线：根据测得的电压-电流值，可以绘制出二极管的I-V特性曲线。
该曲线描述了在给定电压条件下，二极管的电流变化情况。
通常，正向电流呈指数增长，而反向电流是非常小的。
通过以上的工作原理，可以得出二极管的一些重要特性参数，如正向电压丢失（或称正向压降）、正向电流最大值、反向电流最大值等。
这些特性参数对于二极管的应用很重要，例如在电源、放大器、整流器等电路中。
二极管极性及特性的测量方法
判断二极管极性及性能方法
将万用表置于电阻Ω档⨯ｌ00档或⨯1ｋ档，用两个表笔接到二极管的两个极上，这时电表指针将指示出一定的电阻值。
如果指示的阻值较小，一般为几百Ω一几KΩ，则说明此时二极管正偏，接带正电黑表笔一极为正极，另一极为负极。
反之如果测量的电阻值较大，一般约几百KΩ,则这时接黑表笔的一端为二极管的负极，另一端为正极。
如果测出的正向电阻越小，反向电阻越大，说明二极管的单向导电性能越好。
若测得的正反向电阻均为无穷大，说明二极管内部断路；而正反向电阻都为零，说明二极管内部短路。
以上两种情况都说明二极管己损坏。
２.注意
（１）测量时必须用万能表Ω档的⨯ｌ00或⨯1ｋ档，不能使用⨯1档和⨯１０档。
这是因为⨯1档，虽然万用表内部电池是１.５Ｖ，但由于其等效电阻很小，如ＭF30型只有２５Ω，如用其测管子时，流过管子的电流较大，可能超过管子的极限值而把管子烧坏。
而⨯１０ｋ档，万用表内部电池是１５Ｖ，比较高，可能超过管子的反向击穿电压，也容易把管子烧坏。
（２）由于二极管上的电压与电流的关系是非线性的，即特性曲线是非线性的，
当用不同Ω档测量时，流过二极管的电流不同，所以测出的Ｒ
正
D 和Ｒ
反
D
的数值也不相同。
（３）测量时要防止将人体电阻（约ｌ00ｋ）并联到二极管两端，特别是测反向电阻时。
测量方法是用一只手拿住二极管一端与表笔相接处，二极管另一端只与另一只表笔相接（手不能接触）。
二极管特性测量的步骤与要点
二极管特性测量的步骤与要点一、二极管特性二极管是一种半导体器件，具有单向导电性。
正向电流下，二极管正常导通，电压降低，具有较小的电阻；反向电流下，二极管截止，电压较大，具有较大的电阻。
二极管正向导通时的电压和反向截止时的电压是二极管的重要特性。
二、二极管特性测量步骤1.准备测量设备和材料，包括二极管、直流电源、电压表、电流表、电阻、连接线等。
2.按照电路图连接电路，将二极管与电阻组成电路。
电源正极接入二极管的正极，电源负极接地。
电流表穿插在电路中，测量二极管的正向电流。
3.打开电源，调节电压，使其稳定在一定值，然后通过电流表测量二极管的正向电流。
4.反向电流的测量。
（1）更改电源的极性，连接电路。
电源负极接入二极管的正极，电源正极接地。
（2）打开电源，调节电压，使其稳定在一定值，然后通过电流表测量二极管的反向电流。
5.测量二极管的正向电压与反向电压。
（1）打开电源，通过电压表测量二极管的正向电压。
可以逐渐增大电流或者增大电压的方式来测量。
（2）更改电源的极性，连接电路。
电源负极接入二极管的正极，电源正极接地。
（3）打开电源，通过电压表测量二极管的反向电压。
可以逐渐增大电流或者增大电压的方式来测量。
6.结果记录与分析。
将测量结果记录下来，并对测量的数据进行分析和比较。
三、二极管特性测量要点1.保持测量仪器正常工作状态，电压表、电流表和电源的准确度要满足测量要求。
2.测量过程需要注意减小误差的产生，避免测量结果的失真。
3.测量过程中，要及时根据实际条件调整电流、电压值，并根据需要记录数据。
4.测量结束后，需要对数据进行分析和比较，以得出准确的结果。
以上是关于二极管特性测量的步骤和要点的详细介绍。
二极管特性测量是电子技术实验中的基本操作，能够帮助理解和掌握二极管的工作原理和特性。
在进行二极管特性测量时，需要注意电路连接的正确性、仪器的精确度和测量误差的控制，以确保测量结果的准确性。
微电子器件试验二极管高低温特性测试及分析完整版
微电子器件试验二极管高低温特性测试及分析 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】电子科技大学微固学院标准实验报告（实验）课程名称微电子器件电子科技大学教务处制表电子科技大学实验报告学生姓名：学号：指导教师：张有润实验地点： 211楼605 实验时间：一、实验室名称：微电子器件实验室二、实验项目名称：二极管高低温特性测试及分析三、实验学时：3四、实验原理：1、如图1，二极管的基本原理是一个PN结。
具有PN结的特性——单向导电性，如图2所示。
图 1 二极管构成原理2、正向特性：二极管两端加正向电压，产生正向电流。
正向电压大于阈值电压时，正向电流急剧增加，如图2 AB段。
3、反向特性：二极管两端加上反向电压，在开始的很大范围内，反向电流很小，直到反向电压达到一定数值时，反向电流急剧增加，这种现象叫做反向击穿，此时对应电压称为反向击穿电压。
4、温度特性：由于二极管核心是PN结，导电能力与温度相关，温度升高，正向特性曲线向左移动，正向压降减小；反向特性曲线向下移动，反向电流增大。
图 2 二极管直流特性五、实验目的：学习晶体管图示仪的使用，掌握二极管的高低温直流特性。
六、实验内容：1、测量当二极管的正向电流为100A时的正向导通压降；2、测试温度125度时二极管以上参数，并与室温下的特征参数进行比较。
七、实验器材（设备、元器件）：二极管、晶体管特性图示仪、恒温箱八、实验步骤：1、测晶体管的正向特性。
各旋钮位置为：•峰值电压范围 0~10V•极性（集电极扫描）正（+）•功耗限制电阻 ~1kΩ（适当选择）•x轴作用电压0 .1V/度•y轴作用电流10A/度2、测晶体管的反向特性。
各旋钮位置为：•峰值电压范围 0~10V•极性（集电极扫描）正（+）•功耗限制电阻 10k~100kΩ（适当选择）•x轴作用电压1V/度•y轴作用电流A/度3、对高温时的二极管进行参数测量。
光电二极管特性参数的测量及原理应用
光电二极管特性参数的测量及原理应用1.光电二极管特性参数的测量方法（1）光电流和光敏面积的测量：光电二极管的光敏面积决定了其对光信号的接收能力，而光电流是光电二极管对光源产生的电流响应。
测量光电流可通过将光电二极管接入电路中，通过测量电流表的读数来获得。
光敏面积可通过显微镜测量方法来获得。
（2）响应时间的测量：光电二极管的响应时间是指其由光敏变化到电流输出的时间。
可以使用短脉冲光源和示波器来测量光电二极管的响应时间，记录光电流的变化曲线，从而得到响应时间。
（3）量子效率的测量：量子效率是指光束的能量能被光电二极管转换成电流的比例。
测量量子效率常采用比较法，即将待测光电二极管与一个标准光电二极管一起放入相同的光源中进行测量，通过比较两者输出的电流，计算出待测光电二极管的量子效率。
2.光电二极管特性参数的原理应用（1）光电二极管的灵敏度控制：测量光电流和光电二极管参数可以了解光电二极管的灵敏度，从而控制其在光电转换中的应用。
例如，在光电二极管应用于光通信中，可以通过测量光电流来确定光信号的强弱，进而控制光电二极管的灵敏度。
（2）光电二极管的功率测量：通过测量光电二极管的输出电流和光敏面积，可以计算出入射光的功率。
这在激光器功率测量和光学器件测试中非常常见。
（3）光电二极管的频率响应特性：通过测量光电二极管的响应时间，可以评估其对高频光信号的响应能力。
这在通信和雷达系统中具有重要应用，可以保证信号的准确传输和检测。
（4）光电二极管的光谱响应特性：测量光电二极管的光谱响应可以评估其对不同波长光的接收能力。
这在光学测量和光谱分析等领域都有广泛应用。
综上所述，光电二极管特性参数的测量及原理应用对于光电二极管的优化设计和应用具有重要意义。
通过测量光电流、光敏面积、响应时间、量子效率等参数，可以更好地了解光电二极管的特性，从而为光电转换和光信号检测提供基础支持。
同时，根据测量得到的参数，可以进一步控制光电二极管的灵敏度、测量光功率、评估频率响应和光谱响应等应用。
二极管的测试方法
二极管的测试方法二极管是一种最简单的半导体器件，广泛应用于电子电路中。
为了确保二极管的性能和质量，在生产过程中需要进行测试。
下面将介绍二极管的测试方法。
一、外观检验首先，对二极管的外观进行检查，主要包括以下方面：1.外观是否完整：检查二极管外壳是否有明显的裂纹或损伤。
2.弯曲测试：用适当的力将二极管引脚弯曲，观察是否有变形或断开现象。
3.引脚检查：检查二极管引脚是否完整、平整，是否有锈蚀或氧化现象。
4.标识检查：查看二极管上的标识是否清晰可见，是否与规格书一致。
二、静态电特性测量静态电特性测试是最基本的二极管测试方法之一，主要包括以下几个参数的测量：1.正向电流和正向压降：使用电流表和电压表，将正向电流和正向电压测量出来。
一般需在规定电压下进行测试。
2.反向电流和反向击穿电压：使用电流表和电压表，将反向电流以及反向击穿电压测量出来。
反向电流应尽可能小，而击穿电压应尽可能大。
3.漏电流：将二极管正向极端接地，测量出正向电压下的漏电流。
三、动态电特性测量除了静态电特性，动态电特性也是测试二极管性能的重要方法。
主要包括以下几个参数的测量：1.正向电压下的响应时间：施加一个标准的方波信号，测量出由关断转为导通所需的时间。
2.反向电压下的响应时间：施加一个标准的方波信号，测量由导通转为关断所需的时间。
3.回复时间：施加正向电流，然后迅速关断，测量二极管恢复正常导通所需的时间。
4.逆耐压测量：以很快的速度给反向电压施加一个短脉冲，通过测量二极管的恢复时间来评估其逆耐压能力。
四、温度特性测试温度对二极管的性能有重要影响，因此需要对其进行温度特性测试。
主要包括以下几个参数的测量：1.启动温度：将二极管置于恒定温度下（通常为室温），测量正向电流和正向压降随温度变化的关系图。
确认启动温度和正向电流的关系。
2.热阻：以其中一温度作为背面温度，测量正向电流通过二极管时的实际结温，并计算出热阻值。
3.温度系数：测量正向电流与环境温度的关系，计算出二极管温度系数。
二极管常见特性介绍及测试说明
伏安特性曲线IF: forward current正向电流IR: reverse current 反向饱和电流VF: forward voltage 正向导通压降IBR: reverse breakdowncurrent 逆向崩溃电流PIV: peak inverse voltage 逆向峰值电压VBR: reverse breakdownVoltage 逆向崩溃电压开关曲线IFM：正向最大电流IRM：反向最大电流VFRM：正向最大压降VR：反向电压VRM：反向最大电压，t fr：正向恢复时间ts：储存时间t f：复合时间t rr：反向恢复时间Qt：反向存储电荷Qt= Qs+ Q f二极管特性参数电特性：VF, VBR, IR, trr, VC, ZZK&ZZT, Cj…热特性：Rthjx, Tj元器件失效：•管理性失效（混料）•测量系统失效•封装过程：虚焊、损伤…•晶圆过程Forward voltage➢VF: forward voltage➢VF@IF=Io, T=0.3ms or 2ms (大电流防止自发热，减少测试时间）➢VF=Vf+ R*Io. Vf为内建电场压降，R为材料阻抗, R=ρ*L/S.➢应用：P=U*I, 即材料正向压降高则功耗大，在相同表现下VF小的材料在应用中功耗低、发热少、结温低。
➢失效模式：Hi-VF失效原因：测量系统、虚焊、锡膏量少、晶圆制程。
硅基半导体为负温度系数，即温度升高，VF降低。
为什么是负温度系数？Reverse breakdown voltage➢VBR: Reverse breakdown voltage➢VBR@IR, T=20ms (测试设备能力）➢VVR=VR+ R*IR. R为材料阻抗, R=ρ*L/S.➢应用：一般应用不会用到材料VBR部分，但一般会保留一定余量确保应用安全。
➢失效模式：Low-VBR失效原因：测量系统、机械损伤。
温度越高，VBR上升Reverse current➢IR: Reverse current➢IR@VR, T=20ms (测试设备能力）➢IR主要由芯片钝化工艺决定➢应用：P=U*I, 即材料反向漏流高则功耗大，在相同表现下IR小的材料在应用中功耗低、发热少、结温低。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
原理
f=1000Hz
Ui=3V
f=1000Hz
Ui=5V
六、实验报告
1、按实验报告要求书写实验报告
2、说明用万用表不同档位测量同一二极管正向电阻不同的原因。
3、说明半波整流电路中输入f=20KHz信号时得到的输出波形不同于输入f=500Hz信号得到的输出波形的原因。
项目二 二极管的特性测试
一、实验目的
1、掌握用万用表判断二极管管脚极性及质量的方法。
2、掌握二极管伏安特性曲线的测试方法及二极管伏安特性。
3、熟悉二极管的应用电路：半波整流电路、单相桥式整流电路、限幅电路的工作原理及测试方法。
二、实验仪器及器件
1、实验台或实验箱 1台
2、万用表 1只
3、双踪示波器 1台
（2）、调节电位器RP，测量二极管两端电压UD为表2—2中数值时，流过二极管的对应电流ID，将结果记录于表2—2中
（3）、将电源正负极互换，测量二极管两端电压为表2—3中数值时，流过二极管的对应电流ID，将结果记录于表2—3中。
（4）、根据表2—2、表2—3中测得的数据，描绘出二极管的伏安特性曲线。
（2） 将万用表置于×1K档，调零。测量同一二极管，将其正向电阻、反向电阻、质量情况记录于表2—1中。
（3） 根据以上测量数据，判断二极管的管脚极性。
（4） 说明两次测量的正向电阻不同的原因。
表2—1
万用表档位
正向电阻
反向电阻
质量情况
×100
×1K
2、二极管伏安特性曲线测试
（1）、按图2—1连接电路
1、二极管伏安特性曲线测试
二极管伏安特性曲线是指二极管两端电压与流过它的电流之间的关系。
实验电路如图2－1所示。利用逐点测量法，调节电位器改变输入电压Ui，从而给二极管加上不同的电压UD，测量给二极管加上不同电压时，流过二极管的对应电流，描点绘出二极管的伏安特性曲线。
图2－1 二极管伏安特性曲线的测试 图2－2 半波整流电路
4、数字电压表、电流表 各1快
5、二极管 4007*4
6、620Ω、580Ω电阻 各1只
7、470Ω电位器 1只
三、实验预习
1、预习万用表、函数信号发生器、示波器、电流表、电压表的使用方法。
2、回顾二极管的特性及应用。
四、实验原理
1、二极管的管脚极性与质量判断
二极管实质上是一个PN结，具有单相导电性。加超过门槛电压的正向电压时，二极管导通，具有很小的电阻，称为正向电阻。加反向电压时，二极管截止，具有很大的电阻，称其为反向电阻。根据以上原理，可以用万用表的电阻档测量出二极管的正反向电阻来判断二极管的管脚极性及质量。假设二极管的两管脚一端标A，另一端标B，如果用万用表黑表笔接A端，红表笔接B端，或者反过来黑表笔接B端，红表笔接A端，两次万用表的读书，一次很大，一次很小，则说明二极管完好，具有单向导电性，而且，正向电阻越小，反向电阻越大，二极管质量越好，否则，如果一个二极管正反向电阻相差不大，则必为劣质管。如果正反向电阻都是零或都是无穷大，则说明该二极管已损坏。
② 说明两种半波波形不同的原因。
表2—4
输入信号
输入波形
输出波形
原理
f=500Hz
Ui=3V
f=20KHz
Ui=3V
（2） 单向桥式整流电路
1按图2—3连接电路，或用整流桥堆来代替4个二极管连接电路。
2在输入端加入频率为50Hz，有效值为16V的工频信号，用双踪示波器同时观察输入输出波形，并将其描绘下来，填入表2—5中。
表2—5
输入信号
输入波形
输出波形
f=50Hz
Ui=16V
（3）限幅电路
1按图2—4连接电路。
2取UREF=值为5V的标准正弦波信号，用双踪示波器同时观察输入、输出波形，并将其描绘下来，简单说明其原理并将结果填入表2—6中。
表2—6
输入信号
输入波形
（3） 限幅电路
电路如图2—4，在输入端加上幅度足够大的标准正弦信号，则在输出端可得到被限了幅的输出波形。
图2—3 单向桥式整流电路 图2—4 限幅电路
五、实验内容及步骤
1、用万用表判断二极管管脚极性及质量
（1） 将万用表置于×100档，调零。取一二极管，测量其正向电阻，反向电阻，并判断其质量好坏，将结果记录于表1中。
3、二极管的应用电路
（1） 半波整流电路
电路如图2－1，在输入端加标准的正弦波信号，则在输出端可得到正半周波形。
（2） 单向桥式整流电路
电路如图2—3，在输入端加上幅度足够大的工频信号，正半周V1 、V3导通，V2 、 V4截止，负半周正好相反，V1、V3截止，V2、V4导通。在输出端正好得到单向的全波脉动直流电压。
在二极管正常的情况下，当测得其电阻很小时，说明二极管两端加了正向电压，二极管处于正向导通状态，这时黑表笔（与内部电源正极相连接）所接的一端为二极管的正极，红表笔（与内部电源负极相连接）所接的一端为二极管的负极。当测得其电阻很大时，说明二极管两端加了反向电压，二极管处于反向截止状态，这时黑表笔所接的一端为二极管的负极，红表笔所接的一端为二极管的正极。
表2—2
UD（V）
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.45
0.50
0.55
0.60
0.65
0.70
ID（mA）
表2—3
UD（V）
-1.00
-2.00
-3.00
-4.00
-5.00
ID（mA）
3、二极管基本应用电路的测试
（1） 半波整流电路
① 按图2—2连接电路，在输入端分别输入频率为500Hz、幅值为3V和频率为20KHz、幅值为3V的正弦波信号，用双踪示波器同时观察输入输出波形，并将其描绘下来，填入表2—4中，并简单说明其原理。