二极管电学特性和温度特性

2、 测绘二极管的反向特性： 电源15V，保护电阻2KΩ，采用指针式电压表，不要超过管子的最大反 向电压值，只要电流突变为较大即可，并且注意控制电流在80以内，

实验电路图如上右图： 3、 二极管电阻-温度特性测绘： 利用惠斯通电桥法测7个不同温度下二极管电阻值，电源电压10V，相关 实验参数为： R1为一个0~10KΩ的电阻箱，Rx为待测的二极管电阻， 然后做出关系曲线，进行数据拟合，求出拟合公式。实验电路图如右 图： 因为这里，所以：

可得如下曲线：

电阻温度关系近似认为3次曲线，添加趋势线得：

趋势线函数
【思考题】
1、为什么测定二极管的正、反向特性需要电流表的不同接法？如何连 接？
答：因为通常二极管的正向电阻都比较小，而反向电阻非常大，所 以就需要在测量正向特性的时候采用电流表外接法，在测量反向特性的 时候采用电流表内接法，这样能够减小实验的系统误差。 2、 有些微安表两端反向并联两个2CP型二极管，用以保护电流表，试 说明其工作原理。
半导体材料则不同，它们具有比较复杂的电阻温度关系，其原因是 因为它的导电机制较为复杂。一般而言，在高温区域，半导体具有负的 电阻温度系数，此时的特性可用指数函数来描述：
（2） 但在一段温度区域，可近似认为电阻和温度之间符合线性关系，大部分 半导体其电阻温度系数为负值。本实验拟采用惠斯通直流单电桥法来测 定不同温度下的二极管阻值，并绘制其电阻-温度特性曲线。
半导体二极管的伏安特性及温度特性测绘
【实验目的】
1、 学习伏安法测量电阻的正确接线方法； 2、 掌握测量半导体二极管的正、反特性电表内接与外接的方法和意 义； 3、 通过作P-N结的伏安特性曲线，学会正确的作图方法，特别是坐标轴 比例的正确选取。
【实验原理】 半导体二极管的伏安特性：
对于某种电子元件，在温度不变的情况下，若改变其加在两端的电 压值U大小，电流值I也会随之而变化。以电压U为横坐标，电流I为纵坐 标，可得到一条曲线，此即这种电子元件的“伏安特性曲线”。对于通 常的金属导体而言，伏安特性曲线是一条直线，这一类元件我们称之 为“线性元件”。还有就是像我们实验中用到的半导体二极管一样，其
（4）
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【实验数据】

1. 测绘二极管正向特性：,

U(V) 0.2 0.4

0.6

0.8 1

1.2

1.4 1.6

I(mA) 数字式 0.36 1.38 仪表

2.88 4.76 6.80 9.12 11.52 14.04

I（mA) 磁电式 0.25 1.40 仪表

3.45 6.50 10.40 14.60 19.90 25.60

U(V) 1.8

2

2.2

2.4 2.6

2.8

I(mA) 数字式 16.88 仪表

19.88

23.20 27.00 31.90 37.20

I（mA) 磁电式 32.55 40.00 46.30 58.50 68.50 82.60 仪表 实验用的指针式电压表所用挡的内阻：，而此时采用的是电流表外接 法，修正方法如下：

绘制含有三条曲线的二极管正向特性如下：

66.767 2.6

80.733 2.8

2. 测绘二极管的反向特性： U(V) 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 I 16.90 18.60 19.80 21.80 22.60 23.70
U(V) 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 I 24.80 25.40 26.30 27.20 27.80 28.20 绘制二极管反向特性如下图所示：

T()

35.1 37.0 44.1 48.8 57.2 60.0 63.8

电阻箱(） 752.9 769.8 788.0 791.0 800.0 810.0 819.9

用绝对温标表示：

二极管电阻-温度特性测绘：

308.1 310 317.1 321.8 330.2 333 336.8

752.9 769.8 788.0 791.0 800.0 810.0 819.9
，由此二式联合可得出修正公式： （5）
修正以后的实验数据如下：

(mA) 0.117 1.133 U(V) 0.2 0.4

3.05 0.6

5.967 0.8

9.733 13.8

1.0

1.2

18.967 1.4

(mA) 31.35 U(V) 1.8

38.667 2.0

44.833 2.2

56.9 2.4

伏安特性曲线不是直线，我们称之为“非线性元件”，也就是说，它们 的电阻不是一个确定值，其数值与所加电压有关系。如右图是一个普通 硅二极管的伏安特性曲线：
而本实验也将利用伏安法来测绘一个二极管的正、反向特性曲线。
半导体二极管的温度特性：
对于通常的金属导体温度特性，其关系符合以下式子： （1）
式中对应温度t时候的电阻，在低温区域，二次项及以上项很小，可以 忽略不计，因此可近似的认为电阻和温度之间是一种线性关系。
（3）
【实验仪器】
磁电式电压表、数字式电压表、毫安表、微安表、电阻箱、滑线变阻 器、直流稳压电源、待测二极管
【实验内容】
1、 测绘二极管正向特性： 电源E=3V,注意管子的额定正向电流， 记录指针式电压表所用挡的内阻：
并分别利用磁电式电压表和数字式电压表各测一次，需要绘制出三条曲 线：分别是磁电式仪表、数字式仪表和用磁电式仪表的电压表修正数据 绘制的三条曲线。实验电路图如下左图：


答：两个二极管反向并联，同时与电流表并联，则信号的峰值的绝 对值是大于二极管正向导通电压值的，因二极管通过而被限制输入电流 表的电流，电流表两端的电压被控制在二极管正向导通压降上，即是被 限幅了；同时如果信号方向突然改变，这时候另外一个二极管将处在正 向导通状态，同样能够限制电流表两端的电压，同样起到保护电流表的 作用。