二极管的伏安特性

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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。

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。

二极管基本知识

二极管根本知识1. 根本概念二极管由管芯、管壳和两个电极构成。

管芯就是一个PN结，在PN结的两端各引出一个引线，并用塑料、玻璃或金属材料作为封装外壳，就构成了晶体二极管，如下列图所示。

P区的引出的电极称为正极或阳极，N区的引出的电极称为负极或阴极。

1.1 二极管的伏安特性二极管的伏安特性是指加在二极管两端电压和流过二极管的电流之间的关系，用于定性描述这两者关系的曲线称为伏安特性曲线。

通过晶体管图示仪观察到硅二极管的伏安特性如下列图所示。

1.2 正向特性1)外加正向电压较小时，二极管呈现的电阻较大，正向电流几乎为零，曲线OA段称为不导通区或死区。

一般硅管的死区电压约为0.5伏, 锗的死区电压约为0.2伏，该电压值又称门坎电压或阈值电压。

2)当外加正向电压超过死区电压时，PN结内电场几乎被抵消，二极管呈现的电阻很小，正向电流开场增加，进入正向导通区，但此时电压与电流不成比例如AB段。

随外加电压的增加正向电流迅速增加，如BC段特性曲线陡直，伏安关系近似线性，处于充分导通状态。

3)二极管导通后两端的正向电压称为正向压降(或管压降)，且几乎恒定。

硅管的管压降约为0.7V，锗管的管压降约为0.3V。

1.3 反向特性1)二极管承受反向电压时，加强了PN结的内电场，二极管呈现很大电阻，此时仅有很小的反向电流。

如曲线OD段称为反向截止区，此时电流称为反向饱和电流。

实际应用中，反向电流越小说明二极管的反向电阻越大，反向截止性能越好。

一般硅二极管的反向饱和电流在几十微安以下，锗二极管那么达几百微安，大功率二极管稍大些。

2)当反向电压增大到一定数值时(图中D点)，反向电流急剧加大，进入反向击穿区，D点对应的电压称为反向击穿电压。

二极管被击穿后电流过大将使管子损坏，因此除稳压管外，二极管的反向电压不能超过击穿电压。

2. 整流电路2.1 单向半波整流电路二极管就像一个自动开关，u2为正半周时，自动把电源与负载接通，u2为负半周时，自动将电源与负载切断。

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。

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。

二极管伏安特性分析

一、二极管伏安特性分析1.二极管静态特性i随着正向电压增大到门槛电压U to（二极管开启电压），二极管导通。

ii电压U f为二极管导通时的正向电压降iii当承受反向电压时，二极管截至，只有微小的少子漂移运动形成的反向漏电流。

iv当反向电压过大，二极管会反向击穿，普通二极管将不可逆损坏。

v稳压二极管则是利用二极管的反向击穿工作。

将稳压二极管并联在负载两端二极管反向击穿后，电流虽然在很大范围内变化，但是稳压二极管两端的电压则在很小的范围内变化，起到稳定负载两端电压的作用。

2.二极管动态特性关断过程i. tF前，二极管由于存在空间电荷区，可以看作有并联一个结电容，二极管开通时，电容两端电压等于二极管两端电压（二极管导通电压）。

ii .tF时，二极管接反向电压，此时二极管并没有马上截止，二极管结电容向二极管放电，空间电荷区开始变宽。

此时，二极管继续导通，但是电压降低，电流减小。

iii. t0时，二极管正偏继续导通，t0~t1阶段，虽然电流降到0，但是电容上的正电荷仍然存在，二极管正偏。

t0~t1阶段是去除电容上的正电荷，t1时，二极管开始截止。

iv. t1时，二极管截止，t1~t2阶段反向电压对结电容（耗尽层）充电，直到二极管完全承受外部所加的反向电压，进入稳定的反向截止状态。

开通过程i. 当加正向电压时，开始对电容充电，继续增加电压推动耗尽层变窄，t fr时进入稳定的正向导通状态。

此时i F和u F满足二极管的伏安特性。

3.温度对二极管伏安特性的影响随着温度升高，其正向特性曲线左移，即正向压降减小；反向特性曲线下移，即反向电流增大。

温度升高，本征激发产生的少子浓度增加，导致内电场的电位差降低，所以二极管正向导通电压降低。

二、二极管的主要参数1.最大整流电流I FI F是二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电流，其值与PN结面积及外部散热条件有关2.最高反向工作电压U RU R是二极管工作时允许加的最大反向电压，一般为击穿电压(U BR)的一半。

半导体二极管的伏安特性曲线

半导体二极管的伏安特性曲线
半导体二极管的伏安特性曲线如图1所示。

处于第一象限的是正向伏安特性曲线，处于第三象限的是反向伏安特性曲线。

图1 二极管的伏安特性曲线
1. 正向特性
当V＞0，即处于正向特性区域。

正向区又分为两段：
当0＜V＜Vth时，正向电流为零，Vth称为死区电压或开启电压。

当V＞Vth时，开始出现正向电流，并按指数规律增长。

硅二极管的死区电压Vth＝0.5 V左右，
锗二极管的死区电压Vth＝0.1 V左右。

2. 反向特性
当V＜0时，即处于反向特性区域。

反向区也分两个区域：
当VBR＜V＜0时，反向电流很小，且基本不随反向电压的变化而变化，此时的反向电流也称反向饱和电流IS。

当V≥VBR时，反向电流急剧增加，VBR称为反向击穿电压。

在反向区，硅二极管和锗二极管的特性有所不同。

硅二极管的反向击穿特性比较硬、比较陡，反向饱和电流也很小；锗二极管的反向击穿特性比较软，过渡比较圆滑，反向饱和电流较大。

从击穿的机理上看，硅二极管若|VBR|≥7V时，主要是雪崩击穿；若VBR≤4V则主要是齐纳击穿，当在4V～7V之间两种击穿都有，有可能获得零温度系数点。

【精品】测量二极管的伏安特性

【精品】测量二极管的伏安特性测量二极管的伏安特性是一种实验，用于研究二极管在电压变化时的电流行为。

通过这种方式，我们可以了解二极管的基本性质和行为。

本实验主要采用控制变量法，即在保证其他因素不变的情况下，改变输入电压，观察输出电流的变化。

一、实验目的：1.理解二极管的单向导电性；2.了解二极管的伏安特性曲线；3.掌握二极管的基本应用。

二、实验原理：二极管是一种具有单向导电性的半导体器件。

在正向偏置时，电流可以流过二极管；而在反向偏置时，电流被阻止。

二极管的伏安特性曲线反映了电压与电流之间的关系。

三、实验步骤：1.准备实验器材：电源、电阻器、二极管、开关、导线、电压表和电流表。

2.将电源、电阻器、二极管、开关、电压表和电流表按照正确的连接方式连接起来。

3.先将二极管短路，调节电源电压，观察电压表和电流表的读数，并记录下来。

4.然后将二极管接入电路中，重复步骤3，记录下不同电压下的电流值。

5.根据实验数据绘制二极管的伏安特性曲线。

四、实验结果与分析：1.在本次实验中，我们观察到二极管具有明显的单向导电性。

当电压为正向偏置时，电流能够顺利通过二极管；而当电压为反向偏置时，电流几乎为零。

这说明二极管可以有效地阻止反向电流。

2.通过实验数据，我们发现随着电压的增加，电流也逐渐增加。

这是因为当电压增大时，电场力增强，驱使载流子加速运动，导致电流增加。

这一趋势在伏安特性曲线上表现为斜率逐渐增大的直线段。

3.在高电压区域，伏安特性曲线的斜率有所减小。

这是由于在高电压下，载流子的速度接近饱和，导致电流增加的速度减缓。

此外，在高电压区域还可能存在其他的一些物理效应，如空间电荷区的扩展等，这些效应也会影响电流的增长速度。

4.通过本次实验，我们得出二极管的伏安特性曲线是一条斜率逐渐增大的直线，并在高电压区域有所弯曲。

这一曲线反映了二极管的单向导电性和它的基本性质。

根据这一特性，我们可以将二极管应用于各种电路中，如整流电路、开关电路等，以实现电能的有效转换和控制。

二极管的伏安特性

二极管的伏安特性二极管既然是一个PN结，具有单向导电性。

二极管的伏安特性是正向特性。

二极管伏安特性曲线的第一象限称为正向特性，表示外加正向电压时二极管的工作情况。

在正向特性的起始部分，由于正向电压很小，外电场还不足以克服内电场对多数载流子的阻碍作用，正向电流几乎为零，这一区域称为正向二极管的伏安特性曲线。

二极管伏安的正向特性，理想的二极管，正向电流和电压成指数关系。

实际的二极管，加正向电压的时候，需要克服PN结内电压，所以电压要大于内电压时，才会出现电流。

二极管的正极接在低电位端，负极接在高电位端，此时二极管中几乎没有电流流过，二极管处于截止状态，这种连接方式称为反向偏置。

二极管处于反向偏置时，仍然会有微弱的反向电流流过二极管，称为漏电电流。

有两个显著特点:一是受温度影响很大；二是反向电压不超过一定范围时，其电流大小基本不变，即与反向电压大小无关。

二极管伏安的反向特性：理想的二极管不论反向电压多大，反向都无电流。

实际的二极管，反向截止时，是有电流的，这个电流叫做反向饱和电流。

在电压没有达到反向击穿电压时，二极管的电流一直等于方向饱和电流。

当反向电压继续增加到某一数值时，二极管中的反向电流会突然增大称此时二极管发生了反向击穿。

发生反向击穿时PN结有很大的反向电流，严重时将导致PN结损坏，所以普通二极管应该避免被击穿。

当电压大到一定程度，二极管被反向击穿，电流急剧增大。

反向击穿分齐纳击穿和雪崩击穿两种。

有的二极管击穿后撤去反向电压，还能恢复原状态，比如稳压二极管就是工作在反向击穿区的。

有的反向击穿就直接烧坏了。

二极管是双端子电子元件，传导电流主要在一个方向；它在一个方向上具有低电阻，在另一个方向上具有高电阻。

二极管真空管或热电子二极管是一种具有两个电极，一个加热的阴极和一个板的真空管，其中电子只能沿一个方向从阴极到板流动。

二极管的伏安特性曲线

二极管的性能可用其伏安特性来描述——在二极管两端加电压U，然后测出流过二极管的电流I，电压与电流之间的关系i=f(u)即是二极管的伏安特性曲线，如图1所示。

图1：二极管伏安特性曲线1伏安特性表达式二极管的伏安特性表达式可以表示为下式：其中iD为流过二极管两端的电流，uD为二极管两端的加压，uT在常温下取26mv，IS为反向饱和电流。

2正向特性伏安特性曲线的右半部分称为正向特性，由图1可见，当加二极管上的正向电压较小时，正向电流小，几乎等于零。

只有当二极管两端电压超过某一数值Uon 时，正向电流才明显增大。

将Uon称为死区电压。

死区电压与二极管的材料有关。

一般硅二极管的死区电压为0.5V左右，锗二极管的死区电压为0.1V左右。

当正向电压超过死区电压后，随着电压的升高，正向电流将迅速增大，电流与电压的关系基本上是一条指数曲线。

由正向特性曲线可见，流过二极管的电流有较大的变化，二极管两端的电压却基本保持不变。

通过在近似分析计算中，将这个电压称为开启电压。

开启电压与二极管的材料有关。

一般硅二极管的死区电压为0.7V左右，锗二极管的死区电压为0.2V左右。

3反向特性伏安特性曲线的左半部分称为反向特性，由图1可见，当二极管加反向电压，反向电流很小，而且反向电流不再随着反向电压而增大，即达到了饱和，这个电流称为反向饱和电流，用符号IS表示。

如果反向电压继续升高，当超过UBR以后，反向电流急剧增大，这种现象称为击穿，UBR称为反向击穿电压。

击穿后不再具有单向导电性。

应当指出，发生反向击穿不意味着二极管损坏。

实际上，当反向击穿后，只要注意控制反向电流的数值，不使其过大，即可避免因过热而烧坏二极管。

当反向电压降低后，二极管性能仍可能恢复正常。

介绍测二极管伏安特性的几种方法

收稿日期:2004—05—10作者简介:王春会(1974-),女,辽宁朝阳市人,讲师,主要从事应用电子教学研究.【学术研究】介绍测二极管伏安特性的几种方法王春会1,佟瑞栋2(11朝阳师专,辽宁朝阳122000;21朝阳市第六中学,辽宁朝阳122000) 摘　要:通过对电表内接法、外接法、补偿法、电桥法、等效法等测二极管的伏安特性曲线的研究,评价出测量二极管伏安特性曲线的最佳方法.关键词:V -I 特性曲线;电流表;电压表;检流计中图分类号:O44116 文献标识码:A 文章编号:1008-5688(2006)03-0008-02测量二极管的伏安特性曲线是大学物理实验的重要内容之一.教学中通常使用电流表内接法和外接法,此外还有补偿法、电桥法和等效法等.本文就这几种测量方法的优缺点作一比较.1　电流表内接法如图1所示(开关K 打向1位置),这时电流表的读数I 为通过二极管D 的电流I D ;电压表上的读数V 不是二极管两端的电压V D ;而是二极管两端电压和电流表两端电压之和(比实际值偏大),V =V D +V A .如果V 、I 写成欧姆定律形式有: V =I (R D +R A ) (1)用电压表和电流表读数V 、I 作伏安特性曲线图,从(1)式可以看出,它不是二极管的伏安特性曲线,而是电流表和二极管串联后共同的伏安特性曲线.这种方法测量二极管的伏安特性曲线,存在理论误差.而且在测量时随着测量电压V 的提高,二极管的等效电阻R D 也将减小,R A 的作用加大,相对误差增大.但这种测量方法电路简单,操作方便.2　电流表外接法如图1所示(开关K 打向2位置),这时电压表的读数V 等于二极管的两端电压V D ;电流表的读数I 不是流过二极管的电流I D ,而是流过二极管和电压表电流之和(比实际偏大),即I =I D +I V .把V 、I 写成欧姆定律形式有:I =V R V +V R D V =I ・11R V+1R D =I・(R V ∥R D ) (2)用V 、I 作伏安特性曲线,从(2)式可看出,它不是二极管的伏安特性曲线,而是二极管和电压表并联后共同的伏安特性曲线.这种方法测量二极管的伏安特性曲线也存在理论误差,在测量低电压点时,二极管内阻较大,测量误差较大,随着测量点电压变高,二极管内阻变小,误差也相对变小.从(2)式我们可以看出,误差大小取决于电压表内阻和二极管等效电阻的大小.当R V µR D 时,理论误差可以忽略.一般讲,二极管正向电阻都较小,易满足R V µR D ,故电流表外接法测量二极管伏安特性曲线比电流表内接法误差要小,效果相对要好.3　补偿法第8卷第3期2006年9月辽宁师专学报JournalofLiaoningTeachersCollege Vol 18No 13Sep 12006 补偿法测量基本原理如图2所示.工作原理为:当两直流电源的同极性端相连接,而且其电动势大小恰好相等时(U BC =U BA ),回路中无电流流过灵敏度电流计,G 的指示为0.这时流经电流表A 的电流全部通过二极管(没有任何分流).电压表上的读数就是二极管两端电压V D (G 上无电流,故压降为零).这样在表上读取电压和电流的数据,作V -I 曲线就是二极管的伏安特性曲线.测量步骤如下:(1)调C 点到最左端,调R 点到最大;(2)合上K 1;断开K 0、K;(3)调节C 点到选定电压V ;(4)合上K 、K 0;调节R ,使G 指示为0;(5)闭合和断开K 0看G 有无变化,若有变化则进一步调节R ,直到K 0断开、闭合时G 无变化为止,记录G 和A 的读数;(6)重复2～5步骤,测量出一组V -I 值,作V -I 曲线.补偿法的理论误差为零,测量误差主要来自:一是检流计的灵敏度和电流表、电压表的精度;二是测量过程中的随机误差和过失误差.这种方法测量精度较高,但电路复杂,操作麻烦.4　等效法等效法测量电路如图3所示.测量原理为:保持P 点不变,调节R 0使无论K 在1位置还是2位置,电压表上读数不变,这时有:R P ∥R V ∥R D =R P ∥R V ∥(R A +R 0),所以有:R D =R A+R 0,故I =I A .这里的R P 为R 的P 点下部电阻,可见流过二极管的电流I可通过电流表直接读取,避免了测量二极管支路电流时由于接入电表引起的接入误差.则二极管的伏安特性曲线就是V -I A的关系曲线. 测量步骤如下:(1)P 点调到最下端,R 0调到最大,合上K 1;(2)K 2合到1位置,调节P 点使V 达到测量电压值;(3)保持P 点不动,K 2合到2位置,调节R 0使电压表数值为V (不变),记录下V 、I A 值;(4)重复2～3步骤,测出一组V -I A 值,作出V -I 曲线.这种方法的优点为没有理论误差,线路简单、易操作,测量精度较高,测量误差基本和补偿法一样.5　电桥法利用电桥平衡原理,把电流表A 、电压表V 、被测二极管D 和调节电阻R W 2各作一个桥臂构成电桥电路,电路图如图4所示,图中G 为检流计,R W 2为限流电阻.调节R W 1、R W 2使电桥平衡,则此时电流表上的电流I A即为流经过二极管D 中的电流I D ,电压表所测得的电压等于二极管D 两端的电压V D ,调节R W 1、R W 2选择不同的V D值和相应的I D 值,作出V D —I D 曲线即是二极管的伏安特性曲线.测量骤如下:(1)调节R W 到最下端,打开K,合上K 1;(2)粗调R W 3、R W 2、R W 1,选定一个测量电压V ,这时合上K,看G 摆动大小和方向,分析地调节R W 2与R W 3直到检流计平衡;(3)断开、合上K,看G 有无变化;若有变化,进一步调节R W 2,直至K 合上、断开时G 无变化为止;(4)调节R W 1,选定另一个电压测量点V (由于R D 为非线性,故当调节R W 时,原电桥平衡被破坏,需要重新调平衡);(5)再调R W 2或R W 3使电桥达到新的平衡;(6)重复3～5步骤,测出一组V D 、I D 值,作出V D -I D 曲线.(下转16页)王春会,等介绍测二极管伏安特性的几种方法9　器代用品及简易装置,为学生后期实验提供良好的条件.这样做,不仅节约实验经费,还能使学生学会根据现有知识和当地条件,因陋就简地解决一些实际问题,能够培养学生自己动手、艰苦奋斗的精神.例如:在自制指示剂一节中,学生通过学习自制指示剂的基本原理,可以在不同季节里找出不同的鲜花,不同地方找出不同植物及果实,自制几种不同的指示剂.学生还可以自制一些生活用品,诸如胶水、酒精块、香皂、汽水等产品.通过这类实验,能使学生的动手能力、实践能力及实验技能得到锻炼和提高.3　激发化学制作兴趣,加强创新能力的培养兴趣是学生学习的内在动力,成功的教学需要的不是强制,而是激发学生的兴趣,自觉地启动思维的阀门.在化学制作实验教学中,有些趣味实验就是为此而专门设计开发的.例如,自制汽水、会报天气的娃娃、自制肥皂、检验是否吸烟喝酒等一些与生活实际相联系的实验,学生对此会很有兴趣.有了兴趣就有了学习的动力,有了实现实验结果的愿望,就激发了学生的求知欲.陶行知先生曾说过,创造始于问题,有了问题才有思考,有了思考,才有解决问题的方法.通过制作实验,使学生自主参与实验改革创新过程,并且把所学专业知识和专业技能融合起来,将其转化为创新精神,创新能力.例如:在制作会报天气的娃娃一节时,要求每人做一个娃娃,在潮湿天气中有颜色变化即可.同学们展开丰富的想象力,每人做的娃娃形状各异,有洋娃娃金发碧眼,有古典娃娃端庄美丽、有男有女,但都有明显的个性特征.学生们都很兴奋,感到课程角色发生了根本变化,即由课程的被动参与者和接受者变成了开发者和设计者.4　挖掘学生潜能,展示实践能力人具有极大的潜能,这一点,已经被生理学家、心理学家所证实.但一个人的潜能,深隐在思维的深处,学生自己也不知道自己有多大的潜能,这就需要在教学活动中不断地发现观察,更多地引导与鼓励.为此,创造一个良好的课堂氛围,让每个学生实实在在地感到自我存在的价值,自我理智的力量以及情感的满足.这是一种建构性的追求,尊重个性体验的课程观.在上化学制作实验课时,要抓住学生喜欢追求“新、奇、异”的特点,每做化学制作实验前,可预先告知制作的题目,要求学生制定化学制作的初步方案,学生就会查找资料,跃跃欲试,一展自己的个性潜能和聪明才智.在实验技能训练与制作作品展示中有的同学就展示了“鲜花三变”、“火山爆发”、“指纹检验”、“踩地雷”等作品,有的同学利用已有知识设计出3种不同方案,设计出使液体自燃的实验等等.展示了学生的实践能力,使学生的个性潜能得到发挥.5　综述教学实践表明,教师的教学观和学生的学习观都会发生很大的变化.从教师观来看,在教学中既强调引导和协助,又有示范和调控.从学生观来看既有学习的主导性,开放性和实践性,又有学生与教师的合作,从而教学相长.因此,高职学生在学科教学中进行技能训练及创造能力的培养,既符合高职教育的实际,又是我们现阶段现有教育的薄弱之处.应把培养创新能力和实践能力作为实验改革的核心,把实验教育视为培养创新能力和实践能力的主要途径,以满足社会发展对人才的要求.(责任编辑　王心满,朱成杰)(上接9页)电桥法测量二极管的伏安特性曲线,理论误差为零,原理简单,测量误差原因同补偿法一致,但电路较复杂,操作麻烦,不易调到想测的电压点.上面讨论了测量二极管的伏安特性曲线的五种方法,这五种方法各有优缺点.总体看,伏安法原理简单,易操作,但误差较大.补偿法、电桥法和等效法测量精度理论上一样,作出的曲线较好,但补偿法和电桥法操作麻烦,易产生偶然误差和过失误差.等效法结构简单,操作方便,测量准确,是测量二极管伏安特性曲线的一种理想方法.参考文献:[1]贾玉润.大学物理实验[M].上海:复旦大学出版社,1987.201-204.[2]林抒.普通物理实验[M].北京:人民教育出版社,1983.235-238.[3]杨介信.普通物理实验[M].北京:高等教育出版社,1987.46-59.[4]华中工学院.物理实验[M].北京:高等教育出版社,2002.84-87.(责任编辑　邵宝善,王　巍)16　辽宁师专学报2006年第3期。

二极管的特性

、二极管的特性二极管最主要的特性是单向导电性，其伏安特性曲线如图1所示，图1、二极管的伏安特性曲线1、正向特性当加在二极管两端的正向电压（P为正、N为负）很小时（锗管小于0.1伏，硅管小于0.5伏），管子不导通，处于“截止”状态，当正向电压超过一定数值后，管子才导通，电压再稍微增大，电流急剧暗加（见曲线I段）。

不同材料的二极管，起始电压不同，硅管为0.5-.7伏左右，锗管为0.1-0.3左右。

2、反向特性二极管两端加上反向电压时，反向电流很小，当反向电压逐渐增加时，反向电流基本保持不变，这时的电流称为反向饱和电流（见曲线II段)。

不同材料的二极管，反向电流大小不同，硅管约为1微安到几十微安，锗管则可高达数百微安，另外，反向电流受温度变化的影响很大，锗管的稳定性比硅管差。

3、击穿特性当反向电压增加到某一数值时，反向电流急剧增大，这种现象称为反向击穿（见曲线III)。

这时的反向电压称为反向击穿电压，不同结构、工艺和材料制成的管子，其反向击穿电压值差异很大，可由1伏到几百伏，甚至高达数千伏。

4、频率特性由于结电容的存在，当频率高到某一程度时，容抗小到使PN结短路。

导致二极管失去单向导电性，不能工作，PN结面积越大，结电容也越大，越不能在高频情况下工作。

二、二极管的简易测试方法二极管的极性通常在管壳上注有标记，如无标记，可用万用表电阻档测量其正反向电阻来判断（一般用R×100或×1K档）具体方法如表一表一二极管简易测试方法项目正向电阻反向电阻测试方法测试情况硅管：表针指示位置在中间或中间偏右一点；锗管：表针指示在右端靠近满刻度的地方（如图所示）表明管子正向特性是好的。

如果表针在左端不动，则管子内部已经断路硅管：表针在左端基本不动，极靠近OO位置，锗管：表针从左端起动一点，但不应超过满刻度的1/4（如上图所示），则表明反向特性是好的，如果表针指在0位，则管子内部已短路三、二极管的主要参数1、正向电流IF在额定功率下，允许通过二极管的电流值。

测量二极管的伏安特性实验报告

V
+
－
I
反向截止区
正向导通
正向连接 V
+
－
I
反向连接
反向击穿区 PN结的伏安特性曲线
2、电表的连接和接入误差要同时测得二极管的电流和二极管两端的电压，无论用安培表内接还是安培表外接总会产生接入误差，所以要尽量减小误差，并给予修正。
安培表内接电压表测得的电压是二极管和安培表的电压之和，所以安培表的内阻越小，测量结果越准确。
六、数据记录：
1、二极管的正向特性
端电压 U/V 0.6778 I/mA（外接） 1.9999 端电压 U/V 0.6270 I/mA（外接） 0.3160 端电压 U/V 0.5670 I/mA（外接） 0.0443
mA 表外接时二极管的正向特性 0.6770 0.6670 0.6570 1.9355 1.3378 0.9276 0.6170 0.6070 0.5970 0.2230 0.1584 0.1135
备注：
指导教师签字：年月日
注：1、报告内的项目或内容设置，可根据实际情况加以调整和补充。 2、教师批改学生实验报告时间应在学生提交实验报告时间后 10 日内。
反向特性：当二极管的正极接在低电位端，负极接在高电位端，此时二极管中几乎没有电流流过，此时二极管处于截止状态，这种连接方式，称为反向偏置。二极管处于反向偏置时，仍然会有微弱的反向电流流过二极管，称为漏电流。当二极管两端的反向电压增大到某一数值，反向电流会急剧增大，二极管将失去单方向导电特性，这种状态称为二极管的击穿。
四、实验仪器：
电阻元件 V—A 特性实验仪 DH6102（安培表、电压表、变阻器、直流电源、二极管等。）

二极管的伏安特性曲线_2

电路分析实验4—二极管的伏安特性曲线
一、实验目的：
1、设计电路测量二极管的伏安特性曲线。

2、使用示波器显示二极管的信号激励。

二、实验仪器：
1、电路板
2、数字万电表
3、电阻、导线
4、示波器
5、二极管
三、实验原理
根据二极管的单向导通性，在二级管两端施加电压，并通过电位器改变电压值，数字万用表测出二极管两端电压和对应的电流，最终形成V—A图像，得出二极管伏安特性。

四、实验电路
电路说明：
R1相当于电位器，起改变二极管两端电压的作用；
R2是保护电阻，防止二极管正向电阻过小导致电流过大烧坏仪器；
测量电压和电流时，将多用电表并联或串联进电路进行测量。

五、实验步骤和数据记录：
1、电路连接
电路板为纵列导通，横排绝缘器件。

在连接电路时，串联的两根导线
相连两端接在电路板同一列的插孔中，并联导线两端分别插在两列相
同的插孔中。

对照电路图连接好电路后，接通电源，用手指触摸电阻，
如果电阻发烫，需要立刻断开电源更换电阻。

测量支路电流时，需要
先将要测量的之路从电路中断开后再串联进万用表，否则直接测量会
造成短路，烧坏电表。

测电阻时可以直接将万用表并联进电路。

2、数据记录及处理：
六、二极管在示波器上的信号激励
1、实验电路
CH2
CH1 2、信号激励波形图。

2-2二极管的伏安特性

二极管的伏安特性及电流方程二极管的电流与其端电压的关系称为伏安特性。

()i f u =非线性u D (V)0.400.8-10i D (mA)51015(μA)-100.6-30-30硅二极管2CP10的伏安特性A V RDi Dv D（1）工作区的划分死区开启电压U th材料开启电压硅Si 0.5V 锗Ge0.1V当外加正向电压很低时，由于外电场还不能克服PN 结内电场对多数载流子扩散运动的阻力，故正向电流很小几乎为零。

这一区域称之为死区。

u D (V)0.400.8-10i D (mA)51015( A)-100.6-30-30（1）工作区的划分导通区导通压降U on外加正向电压超过死区电压时，内电场大大削弱，正向电流迅速增长，二极管进入正向导通区。

电压再继续增加时，电流迅速增大，而二极管端电压却几乎不变，此时二极管端电压称为导通压降。

材料导通压降硅Si 0.5~0.8V （0.7V ）锗Ge0.1~0.3Vu D (V)0.400.8-10i D (mA)51015( A)-100.6-30-30（1）工作区的划分反向截止区反向饱和电流I s在二极管两端加反向电压时，将有很小的、由少子漂移运动形成的反向饱和电流（I s ）通过二极管。

材料反向饱和电流硅Si 1µA 以下锗Ge几十µA★随温度的上升增长很快★在反向电压不超过某一范围时，反向电流的大小基本恒定u D (V)0.400.8-10i D (mA)51015( A)-100.6-30-30（1）工作区的划分反向击穿区反向击穿电压U BR外加反向电压超过反向击穿电压U BR 时，反向电流突然增大，二极管失去单向导电性，进入反向击穿区。

★电击穿（可逆）雪崩击穿（掺杂浓度低）齐纳击穿（掺杂浓度高）★热击穿（不可逆）u D (V)0.400.8-10i D (mA)51015( A)-100.6-30-30（2）二极管的电流方程I/mAI/uA正向特性为指数曲线反向特性为横轴的平行线/(1)D Tu U D s i I e=-() (26mv)T kTU v q=常温TD U U s D eI i /≅正向偏置：sD I i -≅反向偏置：U th U on温度电压当量：T （℃）↑→在电压不变情况下电流↑ →正向特性左移；T （℃）↑→ 反向饱和电流I S ↑→ 反向特性下移（3）伏安特性受温度影响增大1倍/10℃u D (V)0.400.8-10i D (mA)51015( A)-100.6-30-30（4）二极管动态电阻和静态电阻—静态电阻DDDVRI（4）二极管动态电阻和静态电阻—动态电阻（内阻）DD DV r I ∆=∆二极管的伏安特性及电流方程（1）工作区的划分（3）二极管的电流方程（4）伏安特性受温度影响（5）二极管动态电阻和静态电阻I/mA I/uA U th U on （2）重要参数。

二极管伏安特性

二极管伏安特性
二极管伏安特性是衡量二极管的电特性指标，它是指将电流从零到最大至，电压会变成多少的情况。

二极管的伏安特性是由当前的特性和二极管结构的特性决定的。

随着电流的增加，二极管的电压会逐渐增加，这个过程中所形成的折线图，就是二极管的伏安特性图。

二极管伏安特性的特点是，当恒定电流通过二极管时，电压呈现负斜率，而电流更改时，压降不会立即变动，只有在达到一定以上级别时候，会发生变化。

二极管伏安特性对于了解二极管的动态特性有重要的誊录作用，其伏安曲线用来表示电流和电压关系，可以用来准确地测量二极管的特性参数，同时也被用来分析二极管的电路及其性能。

二极管的伏安特性受到温度的影响，温度的升高会导致正向击穿击穿晶体管的压降值减小，导致正向漏电流增加，硅锗电流也减小。

此外，温度的升高也会对二极管的能量效率有很大的负面影响，使用的热能因此耗费会增加，二极管的耐温设备因此受到限制。

由于二极管具有重要的应用价值，因此，我们需要理解并估算二极管的伏安特性，以更好地提高其使用寿命和可靠性，更有效地提高设备性能。