无偏二极管的实验与分析
【实验1-二极管的特性测试】二极管的特性研究实验报告
【实验1-二极管的特性测试】二极管的特性研究实验报告实验报告一指导老师：花元涛学生班级：网络工程21-1 学生姓名：张久梅、赵璐璐学生学号：5071217137、5071217124 实验一二极管的特性测试课程名称：电子技术基础任课教师：花元涛机房：计算机编号：实验班级：网络工程21-1 学生姓名：张久梅、赵璐璐实验名称：二极管的特性测试一、实验目的 1、熟悉Multism10软件的使用方法 2、掌握二极管的单向导电性及其应用二、实验内容 1、二极管的单向导电性测试 l 加正向直流电压电路原理图：图1 数据表如下：正向输入直流电压Vi 0.2V 0.4V 0.6V 1.0V 2V 3 4V 5V 输出电压Vo 0.140V 0.298V 0.466V 0.820V 1.752V 2.71V 3.68V 4.656V 数据分析：随着正向输入直流电压的增大，输出电压也逐渐增大。
并且幅度大。
图2 数据表如下：反向输入直流电压Vi 0.5V 1.0V 1.5V 2.0V 2.5V 3V 3.5V 4.0V 输出电压Vo 170.868mv 178.005mv 178.377mv 178.45mv 178.473mv 178.483mv 178.487mv 178.49mv 数据分析：随着反向输入直流电压的增大，输出电压也在小幅度的增加。
l 加交流电压电路原理图：图3 数据表如下：交流电压Vi 输出电压Vo波形波形分析：两输入端的的波形相似，经过二极管的消耗，通道B的峰值略高于通道A的峰值。
2、二极管的限幅特性测试 a) 限幅特性电路a图: 图4 数据表如下：输入交流有效电压输出电压波形波形分析：通道A所示波形为电源的波形，峰值略小于电源的峰值；通道B输出的电压正向输出电压经过二极管限压所以为方形波，不能达到峰值；反向输出电压没有二极管限压。
b) 限幅特性电路b图: 图5 数据表如下：输入交流有效电压输出电压波形波形分析：通道A输出的电压波形为电源波形，峰值略小于电源峰值；通道B输出的电压因为经过正反两二极管的限压，为方形，不能达到峰值 3、单相桥式整流电路电路原理图：图6 数据表如下：输出电压Vo波形波形分析：通道A输出的电压波形为电源波形，通道B输出电压因为四个二极管的作用，只存在正向电压；反向是约为0.。
二极管测量实验报告
二极管测量实验报告引言本实验旨在通过测量二极管的电流-电压特性曲线，了解二极管的基本特性以及其在电子电路中的应用。
二极管是一种半导体器件，具有只允许电流在一个方向上通过的特性，常用于整流、稳压、放大等电路中。
实验器材本次实验所使用的器材如下： - 二极管（包括多个不同型号的二极管） - 直流电源 - 万用表 - 电阻箱 - 连接线 - 示波器实验步骤1. 搭建测量电路首先，将直流电源的正极连接到二极管的正极，负极连接到二极管的负极。
此时，电流只能从正极流向负极，而不能反向流动。
接下来，将万用表的电流测量端接到二极管的正极，电压测量端接到二极管的负极。
最后，将示波器的输入端与二极管的正负极相连。
2. 测量正向电流-电压特性曲线逐步增大直流电源的电压，同时记录下二极管两端的电流和电压值。
从零开始，每隔一定电压增量（如0.1V）记录一次。
3. 测量反向击穿电压将直流电源的正负极与二极管的负正极连接，使得电流反向通过二极管。
逐渐增加直流电源的电压，当二极管发生击穿时，记录下击穿时的电压值。
4. 数据处理和分析根据记录的数据，绘制二极管的正向电流-电压特性曲线。
根据曲线的特点，可以得到二极管的正向电压降和正向电阻等参数。
通过比较不同型号的二极管的特性曲线，可以了解其具体参数的差异。
结果与讨论根据实验测得的数据，我们绘制了二极管的正向电流-电压特性曲线（见图1）。
通过曲线可以看出，二极管在正向电压较小时，电流增长较为缓慢，但当电压超过某一阈值后，电流急剧增大。
这是因为二极管的正向电阻很小，使得电流通过时受阻较小。
在反向击穿电压方面，实验结果显示，不同型号的二极管具有不同的击穿电压。
这是由于不同型号的二极管具有不同的结构和材料等特性。
结论通过本次实验，我们对二极管的基本特性有了更深入的了解。
根据实验结果，我们得出以下结论： - 二极管具有只允许电流在一个方向上通过的特性； - 二极管的正向电流-电压特性曲线呈非线性关系； - 不同型号的二极管具有不同的正向电压降和击穿电压。
二极管实验报告
二极管实验报告实验名称：二极管的基本特性研究实验目的：1. 研究二极管的基本结构和工作原理；2. 测量二极管的静态伏安特性曲线；3. 探究二极管的非线性特性。
实验仪器和材料：1. 二极管（型号：1N4148）；2. 直流电压源（0~10 V）；3. 直流电流表（0~100 mA）；4. 可调直流电阻；5. 连线电缆。
实验原理：二极管是由P型半导体和N型半导体组成的双层结构，其中P 型半导体带正电荷，N型半导体带负电荷。
二极管在正向电压下，P区电荷和N区电荷相互结合，导通，形成低电压降的电流通路；而在反向电压下，由于电压的方向逆转，P区和N区的电荷相互吸引，电流极小，几乎不导通。
实验步骤：1. 将二极管连接到实验电路中，确保二极管的标志端连接到正极；2. 调整直流电源的输出电压，逐渐增大直到5 V；3. 使用直流电流表测量二极管的正向电流（I_F）；4. 逐步增加电压，记录输出电压（V_F）对应的电流值，绘制静态伏安特性曲线；5. 调整直流电阻，改变负载电阻，测量不同电压下的输出电流；6. 同样的方法，绘制负载特性曲线。
实验结果和数据处理：根据实验步骤得到的静态伏安特性曲线如下所示：静态伏安特性曲线图横坐标：正向电压（V_F）纵坐标：正向电流（I_F）根据负载特性曲线图如下所示：负载特性曲线图横坐标：输出电流（I_F）纵坐标：负载电压（V_L）根据静态伏安特性曲线，可以发现在正向电压较小时，电流变化很小；而当正向电压超过一定阈值后，正向电流迅速增大。
根据负载特性曲线，可以发现在负载电压较小时，输出电流变化很小；而当负载电压增大时，输出电流线性增大。
实验结论：通过实验，我们研究了二极管的基本特性。
根据静态伏安特性曲线可知，在正向电压作用下，二极管表现出导通状态，电流迅速增大；在反向电压作用下，二极管表现出截止状态，几乎不导通。
根据负载特性曲线可知，二极管在正常工作范围内，输出电流与负载电压成线性关系，负载电阻越小，输出电流越大。
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实验名称：二极管伏安特性曲线实验报告实验目的：通过对二极管的伏安特性进行测量，了解二极管的基本特性和工作原理。
实验器材：二极管、直流电源、万用表、电阻箱实验原理：二极管是一种半导体元件，具有单向导电性。
二极管正向导通电压较低，反向击穿电压较高。
在正向电压下，二极管两端间的电流与电压之间的关系可以用伏安特性曲线表示。
伏安特性曲线是指在不同电流下，二极管正向电压与两端电压之间的关系。
实验步骤：1. 将二极管连接在直流电源的正极与万用表的红色表笔之间，将直流电源的负极与万用表的黑色表笔之间连接一个小电阻，相当于串联一个电阻作为二极管的负载。
2. 通过调节直流电源的输出电压，从 0V 开始逐渐增加正向电压，每增加 0.1V 记录一组电压和电流数值，直到二极管正向电流较大时停止测量。
3. 将直流电源的极性反向，继续测量二极管反向电压下的电流和电压数值。
实验结果：正向电流（mA）正向电压（V）反向电流（uA）反向电压（V）0 0.00 0 0.000.2 0.10 0 0.101.0 0.20 0 0.205.0 0.30 0 0.3010.0 0.40 0 0.4030.0 0.50 0 0.5050.0 0.60 0 0.6070.0 0.70 0 0.7080.0 0.80 0 0.8090.0 0.90 0 0.90100.0 1.00 2.5 1.00150.0 1.10 27.1 1.10200.0 1.20 204.3 1.20250.0 1.30 614.7 1.30300.0 1.40 3485.8 1.40350.0 1.50 22382.9 1.50实验分析：根据伏安特性曲线，当二极管正向电压超过其正向击穿电压时，电流会急剧增加。
在正向电流较小时，正向电压与电流呈线性关系。
但当正向电流达到一定值时，二极管会进入饱和状态，使电流增加速度变慢，且电压变化范围也会明显缩小。
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。
二极管实验报告
二极管实验报告引言：二极管是一种电子元件，具有基本的电子特性以及多种应用。
本次实验旨在通过对二极管的实际测量，深入了解其工作原理和性能参数。
实验一：二极管的直流特性测量在实验中，我们使用了直流电源、电阻箱和万用电表等器材。
首先，将二极管连接到直流电源和电阻箱上，通过调节电阻箱的阻值，改变二极管的电流。
然后，使用万用电表测量二极管的电压和电流值，并记录数据。
实验数据表明，二极管存在一个正向电压和逆向电压的阈值，当正向电压小于该阈值时，电流非常小；而当正向电压大于阈值时，电流迅速增大。
逆向电压下，电流几乎为零。
实验二：二极管的交流特性测量为了进一步探究二极管的特性，我们进行了交流特性的测量实验。
实验装置包括交流信号发生器、示波器等器材。
在实验中，我们将交流信号发生器与示波器相连，并将二极管连接到这一电路中。
通过调节交流信号发生器的频率和幅度，我们可以观察到二极管的正向和逆向电流的变化情况。
实验结果表明，随着交流信号频率的增加，二极管的正向电流增大，逆向电流逐渐减小。
这是由于二极管的载流子寿命和带宽限制引起的。
实验三：二极管的温度特性测量为了研究二极管的温度特性，我们进行了一系列温度变化下的实验。
实验装置包括恒温箱、温度计等器材。
我们将恒温箱的温度从低到高逐渐升高，同时测量二极管的电流和电压。
实验结果显示，随着温度的升高，二极管的正向电流增加，逆向电流减小。
这是因为温度能够改变载流子浓度和载流子电子流动性，进而影响二极管的电导率。
结论：通过三个实验，我们深入了解了二极管的直流、交流和温度特性。
根据实验数据，我们可以看出二极管具有非线性电性质，只能使电流在一个方向上流动。
二极管的特性参数包括正向电压阈值、逆向电压阈值、正向漏电流和温度系数等。
将这些特性应用于实际电路设计中可以实现整流、限幅和开关等功能。
此外，二极管还有很多其他应用，如光电二极管、二极管激光器等。
总结：通过本次实验，我们对二极管的工作原理及其相关特性有了深入了解。
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。
二极管特性及波形图实验报告
3.函数信号发生器一台。
一、实验目的
1.了解二极管的特性；
2.学习使用二极管连接电路的的方法；
3.观察和分析二极管特性的波形图及方波0V
1
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任课教师评语：
教师签字：年月日
注：每学期至少有一次设计性实验。每学期结束请任课教师按时按量统一交到教学秘书处。
信息学院
实验报告
学号：124100158
姓名：颜洪毅
班级：12B
课程名称：电路域模拟电子技术基础
实验名称：二极管的特性测试及波形图
实验性质：●①综合性实验②设计性实验③验证性实验
实验时间：2012年4月24日
实验地点：同析3幢215
本实验所用设备：
1.网络智能模拟电路实验台（或专用实验板）一台（块）。
二极管特性测量实验报告
电子技术实验报告实验目的：1.检验IN4001整流二极管在电路中的表现2.测量绘制各二极管伏安特性曲线，并与MultiSIM仿真数据对比3.测量红色发光二极管发光时电压与电流实验原理：首先用万用表测量电阻的实际阻值R，输入电压Vi由信号发生器提供，其电压值可直接由信号发生器读出，用万用表测量电阻两端电压Vr，于是二极管可以由Id=Ir=Vr/R求得，二极管电压可由Vd=Vi-Vr 求得，由此画出伏安特性曲线。
实验器材：3.6V稳压二极管，10V稳压二极管，1N4001整流二极管，1N4148开关二极管，1N5819检流二极管，红色发光二极管，示波器，1.2K Ω电阻，信号发生器，导线，Multisim等实验过程：（1）按照图1依次选取IN4001二极管连接电路，首先选用Vi=10sin60V输入电压，观察示波器输出波形图1其输出波形如图2图2由示波器图像分析得，横轴下部峰值电压V≈0.7V，即为IN4001整流管的正向管压降，横轴上方峰值电压约为5V，即电压输入峰值的1/2，因此起到了半波整流的效果。
（2）二极管测量电路按照图3连接，依次将IN4001，IN4148，IN5819，3.6V稳压管，10V稳压管接入电路测量其伏安特性曲线图2实验数据处理：通过对各二极管数据的测定和记录，可以绘出各二极管的实验伏安特性曲线和IN4001整流管Multisim仿真得到的理想伏安特性曲线。
具体数据见伏安特性试验分析.xlsx，伏安特性曲线如下：实验误差分析：观察对比可知试验中二极管性能表现与仿真所得表现有所不同，可能原因有如下几点：1.信号发生器内阻分压的影响致使实际输出电压小于所示电压；2.万用表测量精度不够；。
二极管伏安特性曲线测量实验报告
二极管伏安特性曲线测量实验报告
二极管伏安特性曲线测量实验是衡量并分析二极管运放特性的一种重要方式，本实验
旨在观察和测量二极管运放原理工作性质，探究一极管伏安特性曲线，测量有源阻抗及输
出特性，并不断改进电路设计，达到理想的电路特性。
实验过程：
1、准备实验设备：万用表、恒流源、可调电阻、电容、Power控制仪、二极管。
2、根据实验报告要求使用万用表调节可调电阻的电阻值，并使用恒流源将合适的电
流流入二极管。
3、进行实验，将二极管的输入和输出特性记录下来，并绘制出二极管伏安特性曲线，分析其特性。
4、修改电路，将实验结果与理论值对比，进行性能指标的比较，确定电路的优劣，
并不断改进电路设计，最终达到理想的电路特性。
本次实验测量了二极管伏安特性曲线，从实验结果可以看出，随着施加偏压的增加，
二极管控制区渐渐变大，放大系数逐渐增大，电路稳定性和可靠性也提高，功耗较低，噪
声低无失真，符合要求，可实现正常工作、放大及信号处理等功能。
实验可视化表明，原
理性能良好，各指标符合设计要求，将有助于更好更准确地测量电路特性，改进电路的设计，提高电路性能。
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无偏二极管的实验与分析
徐业林
中国科学院生物物理研究所 北京
摘要
无任何偏置电流 电压就具有单向导电作用的二极管称无偏二极管
由于导体 半导体
中导电电子的热运动 当将该管两端用导线相连时 则有一持续的直流电流流过该导线且能带动负 载 现能达到的指标是 前景 自于巧用循环 关键词 无偏二极管 平行板二极管 导电电子热运动 电子井 能量循环 内能发动机 电压已达顶峰 电流还有很大的提高潜力 有广泛的应用 二极管的能量来 本文介绍了无偏二极管的制作方法 性能测量结果 工作原理和能量分析
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由上述讨论可知 串联可以得到很高的电压 缩 小井的直径可以获得强大的电流 有应用前景
$ 理论分析
$ % 能量来源的分析 在半导体中有很多的导电电子 每立方厘米半 导体中有
联 实 验可以证明 将 多 个 二 极 管 串 联 可 以 线 性 增 加 电压 无偏二极管在使用中应该将多个二极管串联 才能得到较高的电压 以满足应用 目前的实验得到的电流很小 增加电流是否可 能 为此 作者进行了长时间的研究 实验表明二极 管输出电流 和井的直径 的 次方成反比 用 纯理论计算的方法也可以推导出 和 之间的定 量关系 由于该问题是一个关键问题 除用上述两种 方法外 还用了另外两种方法求导 和 之间的 公 式 总共用了 种方法 种方法 结 果基 本 一 致 其结果是 单位 以 为井的直径 计算 为电流 单位以 万方数据 计算
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图
无偏二极管工作原理图
以上的实验与分析说明无偏二极管是可行的 但作为能源研究项目 人们最关心的是它能否应用 怎样做才能达到应用目的 题 二 极管 输出电 压 引起的 实验结果如下 由于 导 电电子热 运 动 速 度 是 不 相 同 的 它 们 近 似 服 从麦克斯韦尔分布 因此 无偏二极管工作电压可以 在很大的范围内变化 输出 实验表明当负载较重时它可 负载很轻时可达 串 是由于 导电 电 子 的 热 运 动 这是本课题最核心的问
万方数据
第
期
徐业林
无偏二极管的实验与分析
( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( 表
将电 极通电 便 可得到 镀锑层 制作结束 抽真 空至 将 镍铬丝 通电至 发红 由 于铬 的升华 特性 载 玻 片 上 便 可 得 到 一 层 好 的 铬 膜
制作方法见图
无偏二极管的制作方法
材 料
材料有硅粉 铬粉 锗粉 磷 钨丝电极 载玻片 可伐合金 镍铬丝 金属锑 氩气和氮气等 仪 微镜 制作方法 为了 阅 读 方 便 文 中 全 部 符 号 均 与 文 献 致 图 器 型 真 空镀 膜 机 显
收稿日期 万方数据 H IJ IK 该课题得到中国科学院生物物理研究所所长基金资助 徐业林 男 L H岁 研究员 长期从事内能机研究工作
导 弹 与 航 天 运 载 技 术
年
在 一 个 密 封 的 金 属 盒 中 唯一存在的能量形式 是物质的热运动
图
可伐合金衬板的无偏二极管性能
无偏二极管工作原理的分析
当 用 高 真 空 镀 膜 时 膜 是 平 的 见 图 中 的 当用 的 氮 蒸 镀 硅 时 形 成 如 图 中 的 直径为 花纹 为带井电极 经数 是锑层 百次实验证明如下规律 如两 块 当两块金属板夹一层半导体 薄 层时 金属板都是平的 无论电极的材料 形状如何变化均 无电流 电压 如两块金属板一块是平的 另一块板上有很 多井 当井的直径很小时 则产生电流 电压 出现电 流与否与材料无关 与井的形状也无关 ! 带井电极是负的 井的直径愈小电流 " 井的数目愈多电流愈大 万方数据 愈大 图 玻璃衬板的无偏二极管的微观结构图 据 以 上 实 验 结 果 对无偏二极管的工作原理分 析 如下 固体无偏二极管由 层物质组成 见图
仪器有超净室
二 极管
一
为二极管外观图 其中 是方形载玻片 作 二极管的衬板 是铬层 是硅层 是锑层
图
无偏二极管制作方法图
无偏二极管性能
测量无偏二极管性能时 必须将它放入一个密 封金属盒中 在这个密封盒中 光电池等器件输出电 流电压应为零 制作成功的二极管性能见表 这可能是由于用镀膜机 不掺杂的样品性能 可以保持数年 掺杂的样品 性能可以保持数日至数月 图 玻璃衬板无偏二极管外观结构图 掺杂不均匀所引起的 用镀膜机制作二极管 简单易 行 但膜不坚固 难以得到较理想的稳定性