二极管伏安特性试验
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。
测绘二极管伏安特性曲线的实验报告
测绘二极管伏安特性曲线的实验报告
一、名称：测绘二极管伏安特性曲线
二、实验目的：
依据二极管非线性电阻元件的特点，选择实验方案，设计合适的检测电路，选择配套的仪器，测绘出二极管元件的伏安特性曲线。
三、仪器与用具：
函数信号发生器、万用表、导线若干、待测稳压二极管、示波器、两个已知阻值的电阻。
四、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（锗管为0.2V左右，硅管为0.7V左右），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。
五、实验内容
电路图
步骤
1.先用二极管测定稳压二极管的正、负极，再按如图所示的电路图在面包板上
连线。
注意：要熟悉面包板的使用。
2.再把万用表调到直流电压档，然后把函数信号发生器调节到10Vpp，接着把
电路接通电源，再接好示波器上的X,Y轴接线柱，就可以在示波器上看到伏安特性曲线，在调节清晰。
注意要用函数信号发生器上的正弦波或三角波。
六、数据处理
伏安特性曲线图。
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。
实验1 二极管伏安特性曲线的测试
实验1 二极管伏安特性曲线的测试
一、实验目的：
学会使用电流表和电压表（或万用表）测试二极管的伏安特性。
二、实验器材
稳压电源、万用表（两个）、二极管(IN4007、2AP9)、电位器、电阻、实验电路板。
三、实验内容和步骤
1、测试二极管的正向特性
（1）按实验线路图1连接好电路。
（2）接通电源，调节R1的值，按表1所列的数据逐渐增大二极管两端的电压。
测出对应的流过二极管的正向电流I V，把测量结果填入表1中
（3）按表1中记录数据，在直角坐标系上逐点描出两种二极管的正向特性曲线。
图1
正向电压(V) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 2 3
正向电流（mA）1N4007 2AP9
2、测试二极管的反向特性
（1）按实验线路图2连接好电路（电压表与二极管并联）
（2）输出电压从0V开始起调，按每2V间隔依次提高加在二极管两端的反向电压，并测量不同反压时的反向漏电流并将其数据记入表2中（测量时要注意万用表的量程和极性）。
（3）按表2中记录数据，在同一个直角坐标系上描出两种二极管的反向特性曲线。
图2
反向电压（V）0 2 4 6 8
1N4007
反向电流（μA）
2AP9。
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。
实验3-1 伏安法测晶体二极管特性.
实验3-1 伏安法测晶体二极管特性给一个元件通以直流电，用电压表测出元件两端的电压，用电流表测出通过元器件的电流。
通常以电压为横坐标、电流为纵坐标，画出该元件电流和电压的关系曲线，称为该元件的伏安特性曲线。
这种研究元件特性的方法称为伏安法。
伏安特性曲线为直线的元件称为线性元件，如电阻；伏安特性曲线为非直线的元件称为非线性元件，如二极管、三极管等。
伏安法的主要用途是测量研究线性和非线性元件的电特性。
非线性电阻总是与一定的物理过程相联系，如发热、发光和能级跃迁等，江崎玲、於奈等人因研究与隧道二极管负电阻有关的现象而获得1973年的诺贝尔物理学奖。
【实验目的】1．具体了解和分析二极管的伏安特性曲线。
2．学会分析伏安法的电表接入误差，正确选择电路使其误差最小。
3．学会电表、电阻器、电源等基本仪器的使用。
【仪器用具】安培计、伏特计、变阻器、转盘电阻箱、甲电池、待测二极管、导线、双刀双掷倒向开关、单刀开关【实验原理】半导体二极管的核心是一个PN结，这个PN结处在一小片半导体材料的P区与N区之间（如图3-1-1），它由这片材料中的P型半导体区域和N型半导体区域相连所构成。
连接P 型区域的引出线称为P极，连接N型区域的引出线称为N极。
当电压加在PN结上时，若电压的正端接在P极上，电压的负端接在N极上（如图3-1-2），称这种连接为“正向连接”；反之，档PN结的两极反向连接到电压上时为“反向连接”。
正向连接时，二极管很容易导图3-1-1 图3-1-2通，反向连接时，二极管很难导通。
我们称二极管的这种特性为单向导电性。
实验工作中往往利用二极管的单向导电性进行整流、检波、作电子开关等。
二极管电流随外加电压变化的关系曲线称为伏安特性曲线。
二极管的伏安特性曲线如图3-1-3和图3-1-4所示。
这两个图说明了二极管的单向导电性。
由图可见，在正向区域，锗管和硅管的起始导通电压不同，电流上升的曲线斜率也不同。
图3-1-3 图3-1-4利用绘制出的二极管的伏安特性曲线，可以计算出二极管的直流电阻及表征其它特性的某些参数。
二极管正向伏安特性测量(精)
非线性元件伏安特性的测量
——二极管正向伏安特性测量
一、实验目的
研究非线性元件伏安特性,对二极管正向伏安特性测量
二、实验仪器
整流二极管(1N4007、数字万用表2个、DH-VC1直流恒压源恒流源、变阻器、开关、导线若干,九孔插排等。
数字万用表2个, 三、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(锗管为0.2V 左右,硅管为 0.7V 左右,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。
四、实验内容及步骤
⒈如图所示接好电路
⒉调节滑动变阻器,测量二极管在指定电压下电流表的读数,记录在表格中。
⒊画出伏安特性曲线
五、实验数据 1 2 3 4 5 6 7 8 U(v 0.20 0.40 0.50 0.55 0.60 0.65 0.68 0.69 I (mA
0.00
0.01 0.17 0.27 0.86 2.61 5.15 6.45
六、实验数据处理
七、实验结果
由上图分析,对二极管施加正向偏置电压时,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。
二极管伏安特性试验
实验十二非线性元件伏安特性的测量和研究给一个元件通以直流电，用电压表测出元件两端的电压，用电流表测出通过元器件的电流。
通常以电压为横坐标、电流为纵坐标，画出该元件电流和电压的关系曲线，称为该元件的伏安特性曲线。
这种研究元件特性的方法称为伏安法。
伏安特性曲线为直线的元件称为线性元件，如电阻；伏安特性曲线为非直线的元件称为非线性元件，如二极管、三极管等。
伏安法的主要用途是测量研究线性和非线性元件的电特性。
非线性电阻总是与一定的物理过程相联系，如发热、发光和能级跃迁等，江崎玲、於奈等人因研究与隧道二极管负电阻有关的现象而获得1973年的诺贝尔物理学奖。
【实验目的】通过实验测量普通二极管、稳压二极管和发光二极管的伏安特性，掌握非线性元件伏安特性的测量方法、基本电路、误差计算，能够给出所测量元件的特性参数（如正向、反向导通电压，反向饱和电流。
击穿电压等）。
【实验仪器】非线性元件伏安特性实验仪，其控制面板如图1所示。
仪器由直流稳压电源、数字电压表、数字电流表、可变电阻器、普通二极管、稳压二极管、发光二极管、待测电阻等组成。
图1 非线性元件伏安特性实验仪控制面板仪器的使用及注意事项1、在实验过程中，通过调节分压调节以及分流调节旋钮来调节待测元件两端的电压。
2、面板的左部分电路为用来测试待测元件的正向特性；右部分电路用来测试待测元件的反向特性。
3、待测元件两端的电压由电压表给出，在测正向特性的时候，应该使用2V电压挡；在测量反向电压特性的时候，要使用20V 电压挡。
4、 在接线的过程中，注意不要将各个元件的正负向接反。
5、 由于本实验需要连接线较多，在实验中应注意正确连接线路，且在使用时不可用力过猛。
6、 在测量反向特性时，当反向电流开始增大时应注意缓慢调节电压。
如果观测到反向电流有突变趋势，应该立即减小电压。
图2 非线性元件伏安特性实验仪实物照片【实验原理】1、伏安特性根据欧姆定律，电阻R 、电压U 、电流I,有如下关系：R U I = （1）由电压表和电流表的示值U 和I 计算可得到待测元件Rx 的阻值。
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”。
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。
实验二十四二极管伏安特性的测定
实验三十二 二极管伏安特性的测定【实验目的】1．熟悉测量伏安特性的方法。
2．了解二极管的正、反向伏安特性。
【实验仪器】直流电源、电压表、毫安表、微安表、滑线变阻器、二极管、开关等。
【实验原理】通过一个元件的电流随元件上的外加电压而变化，这种变化关系如以电压为横坐标、电流为纵坐标可得出其关系曲线，该曲线就称为这一元件的伏安特性曲线。
通过元件中的电流I 随外加电压U 的变化可用公式I =U/R 表示，其中比例系数1/R 就是该元件的电导。
如果R 为定值，则伏安特性曲线是一条直线，具有这类性质的元件称为线性电阻元件，它们是严格服从欧姆定律的；如果R 不是定值，而是随着外加电压的变化而变化，则伏安特性是一条曲线，这类元件称为非线性电阻元件。
常用的晶体二极管就是非线性电阻元件，其阻值不仅与外加电压的大小有关，而且还与方向有关。
当二极管正极接高电势端，负极接低电势端时，电流从二极管的正极流入，负极流出，这时的伏安特性称为正向特性；反之，称为反向特性。
用伏安法测量二极管的特性曲线时，线路一般采用两种方法，即外接法（见图32-1a ）和内接法（见图32-1b ）。
由于测量电表内阻的存在，不管采用哪一种方法都会给测量结果带来系统误差。
下面将分析误差产生的原因和大小，以便在测量时合理选择线路接法。
在图32-1a 所示的外接法中，由于采用这一接法而产生的系统误差就是电压表中流过的电流I V ，并且VD D D V R U I I I I =∆=-= （32-1） 或写成相对误差的形式VD D D R R I I =∆ （32-2） 显然，电压表内阻R V 越大，二极管内阻R D 越小，电流测量产生的系统误差相对越小。
在图32-1b 所示的内接法中，由此而带来的系统误差就是电流表两端的电压U A ，并且D A D D A I R U U U U =∆=-= （32-3）其相对误差为DA D D R R U U =∆ （32-4） 显然，电流表内阻R A 越小，二极管内阻R D 越大，电压测量产生的系统误差相对越小。
实验要求-发光二极管伏安特性
北京师范大学物理实验教学中心普通物理实验室·基础物理实验要求发光二极管的伏安特性实验仪器发光二极管（红绿蓝三色），直流稳压电源，数字万用表，伏特表，安培表，电阻箱，开关，导线若干，信号发生器实验内容一．二极管极性的判断:使用数字万用表二极管专用检测端粗测发光二极管（三个二极管都要测量），判断管子的正负极，并记录判断结果。
如果无法判断，暂时按照红色接头为正极进行下一步实验。
二．测量红色发光二极管的伏安特性:1． 按照预习要求设计连接电路（判断内接还是外接），稳压电源输出先设为0V ，限流电阻R =100Ω，开关先不要合上，待老师检查后再继续。
注意：发光二极管正向开启后电阻只有几欧，安培表内阻几欧，伏特表内阻几千欧2． 合上开关，缓慢调节稳压电源输出到3.0V 。
如果仍然不发光，改变二极管的连接方向再测。
如果测得发光二极管的电压0=F U V 或者3=F U V ，二极管仍然不发光，可能已经损坏，请联系老师判断。
3． 缓慢滑动滑线变阻器，使安培表的示数从0增加到20m A ，观察伏特表的变化范围，确定并选择电表量程。
注意：整个测量过程中不要换挡。
4． 固定限流电阻R =100Ω不变，改变稳压电源输出（0~3V 左右，以正向导通电流0~20mA为准可适当调整），记录二极管两端电压和正向导通电流，得到伏安特性曲线。
要求：不少于20个测量点，拐点处多测几个！三．测量绿色和蓝色发光二极管的伏安特性:方法同二。
四. 测量安培表和伏特表的内阻（对应使用的量程，断开电路测）五．（选做）设计一个简单的红绿交通灯先设计电路，待老师检查无误后再合上开关观察实验效果，并尝试改变红、绿灯的时间。
注意事项1、 电流不得超过20mA ，如果电压达到3V 二极管仍不发光，检查是否正负极接反！2、 二极管避免点亮过长时间，以免温度升高，影响测量结果。
3、 发光二极管的极性（未能判断的暂以红黑接头为依据）与电源的输出极性要一致。
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。
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。）
二极管伏安特性的测定
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。
实验二 二极管伏安特性的测量仿真实验
实验二二极管伏安特性的测量仿真实验
一、实验目的
（1）掌握测量二极管的伏安特性的方法。
（2）通过实验熟悉和掌握EWB仿真软件的使用方法。
二、实验原理
电路设计为能够对二极管施加正向电压或反向电压，实验通过测量特殊点将二极管的正向及反向特性描述出来。
三、实验电路
EWB实验电路如图所示。
（1）二极管正向特性简易测试电路
（2）二极管反向特性简易测试电路
四、实验步骤
(1) 按图连好电路，调节R1，记录其电压电流值，
正向特性及反向特性的数据记录表格如下所示。
（1）正向特性数据表（R1设每格变动2%）
U(V) 1.014 0.930 0.891 0.866 0.848 0.834 0.822 0.812 I(A) 1.983 1.008 0.675 0.507 0.406 0.338 0.289 0.252 R1(Ω) 2 4 6 8 10 12 14 16
（2）反向特性数据表（R1每格变动10%）
(2) 改变二极管工作温度，重作上述实验，并与前一组数据对比有否差别，写出结论。
正向特性：改变温度，电流变小，电压变大
反向特性：改变温度，电流不变，电压变小。
注意：仿真实验上述二极管是无需担心毁坏的，但是在实验应用中，二极管的压降与流过的电流的乘积（功率）是不能超过该型号二极管的额定功率（查手册），否则会损坏的。
所以必须强调这一点。
思考题：能否设计一个同时测量二极管正、反向特性的简易测试电路？。
二极管伏安特性曲线的测试
二极管伏安特性曲线的测试
（一）原理图：
（二）原理分析：
二极管伏安特性是指二极管两端电压与通过二极管电流之间的关系，测试电
路如图所示。
利用遂点测量法，调节电位器Ｒ
Ｐ，改变输入电压u
1
，分别测出二
极管Ｖ两端电压u
D 和通过二极管的电流i
P
，即可在坐标纸上描绘出它的伏安特
性曲线i
D =f(u
D
)
（三）各元件作用分析：
电阻：分压作用
电位器Ｒ
Ｐ
：调节电压，使输入的电压由０变为５Ｖ
电压源：提供输入电压
（四）实验过程：在面包板上连接电路，经检查无误后，接通５Ｖ直流电源。
调
节电位器Ｒ
Ｐ，使输入电压u
1
按表所示从零逐渐增大至５Ｖ。
用万用表分
别测出电阻Ｒ两端电压uR和二极管两端电压u
D , 并根据iD=u
R
/R算出通
过二极管的电流i
D
，记于表中。
用同样方法进行两次测量，然后取其平均值，即可得到二极管的正向特性。
二极管的正向特性
二极管的反向特性
总结：１、二极管的功能单向导电性、稳压２、正向导通，反向截止
特性曲线图：。
大学物理实验二极管的伏安特性
mA
电流表
2mA 20mA200mA 断
+
-
+
0~15V
电源指示 0~ 0.2V
V
电压表
2V
20V
0
++-
1kΩ1W 10kΩ1W 二极管 稳压二极管 12V 0.1A
被测元件
1 10x1000 2 10x(100+10)3
细调
粗调
直流稳压电源
x1000Ω
x100Ω
x10Ω
目的 原理 仪器 步骤 注意事项 报告要求
1
0 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0
-1
-2
稳压二极管V—A特性
-3
mA V
开始时处于5000Ω位 限流电阻箱
电源约10V
图2 二极管反向伏安特性测量线路
U/V I/mA 1.999* 1.8006 1.6006 ---
--- 0.0506 0.0206 0.0106
目的 原理 仪器 步骤 注意事项 报告要求
本实验所用电压表内阻很大（约100—1000万欧姆），采用电流表外接测量。 图1 二极管正向伏安特性测量线路 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
本实验所用电压表内阻很大（约100—1000 ❖ 1、测绘二极管正向伏安特性曲线（外接）
1、测绘二极管正向伏安特性曲线（外接）
万欧姆），采用电流表外接测量。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
❖ 开机前电压输出调小，在测量中电流不得 大于2 mA！
❖ 结束后关闭电源，整理桌面，仪器归位。
目的 原理 仪器 步骤 注意事项 报告要求
1、画出Pn结正向、反向特性图，要求使用 坐标纸或计算机规范作图。 2、分析特性曲线，写出实验结论 3、就实验原理、方法、仪器设计、调整以 及实验结果等方面写出实验总结与讨论！ 4、思考题 P226 1、2、3题
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实验十二非线性元件伏安特性的测量和研究给一个元件通以直流电，用电压表测出元件两端的电压，用电流表测出通过元器件的电流。
通常以电压为横坐标、电流为纵坐标，画出该元件电流和电压的关系曲线，称为该元件的伏安特性曲线。
这种研究元件特性的方法称为伏安法。
伏安特性曲线为直线的元件称为线性元件，如电阻；伏安特性曲线为非直线的元件称为非线性元件，如二极管、三极管等。
伏安法的主要用途是测量研究线性和非线性元件的电特性。
非线性电阻总是与一定的物理过程相联系，如发热、发光和能级跃迁等，江崎玲、於奈等人因研究与隧道二极管负电阻有关的现象而获得1973年的诺贝尔物理学奖。
【实验目的】通过实验测量普通二极管、稳压二极管和发光二极管的伏安特性，掌握非线性元件伏安特性的测量方法、基本电路、误差计算，能够给出所测量元件的特性参数（如正向、反向导通电压，反向饱和电流。
击穿电压等）。
【实验仪器】非线性元件伏安特性实验仪，其控制面板如图1所示。
仪器由直流稳压电源、数字电压表、数字电流表、可变电阻器、普通二极管、稳压二极管、发光二极管、待测电阻等组成。
图1 非线性元件伏安特性实验仪控制面板仪器的使用及注意事项1、在实验过程中，通过调节分压调节以及分流调节旋钮来调节待测元件两端的电压。
2、面板的左部分电路为用来测试待测元件的正向特性；右部分电路用来测试待测元件的反向特性。
3、待测元件两端的电压由电压表给出，在测正向特性的时候，应该使用2V电压挡；在测量反向电压特性的时候，要使用20V 电压挡。
4、 在接线的过程中，注意不要将各个元件的正负向接反。
5、 由于本实验需要连接线较多，在实验中应注意正确连接线路，且在使用时不可用力过猛。
6、 在测量反向特性时，当反向电流开始增大时应注意缓慢调节电压。
如果观测到反向电流有突变趋势，应该立即减小电压。
图2 非线性元件伏安特性实验仪实物照片【实验原理】1、伏安特性根据欧姆定律，电阻R 、电压U 、电流I,有如下关系：R U I = （1）由电压表和电流表的示值U 和I 计算可得到待测元件Rx 的阻值。
但非线性元件的R 是一个变量，因此分析它的阻值必须指出其工作电压（或电流）。
非线性元件的电阻有两种方法表示，一种称为静态电阻（或称为直流电阻），用D R 表示；另一种称为动态电阻用D r 表示，它等于工作点附近的电压改变量与电流改变量之比。
动态电阻可通过伏安曲线求出，如图3所示，图中Q 点的静态电阻D Q Q R U I =,动态电阻D r dU dI =。
图3 非线性元件的伏安特性曲线测量伏安特性时，受电压表、电流表内阻接入影响会引入一定的系统误差，由于数字式电压表内阻很高、数字式电流表内阻很小，在测量低、中值电阻时引入系统误差很小，一般可忽略不计。
2、半导体二极管半导体二极管是一种常用的非线性元件,由P型、N型半导体材料制成PN结，经欧姆接触引出电极，封装而成。
在电路中用图4(a)符号表示，两个电极分别为正极、负极。
二极管的主要特点是单向导电性，其伏安特性曲线如图4(b)所示，其特点是：在正向电流和反向电压较小时，电流较小，当正向电压加大到某一数值U D时，正向电流明显增大，将此段直线反向延长与横轴向交，交点U D称为正向导通阈值电压。
正向导通后，锗管的正向电压降为0.2-0.3V,硅管为0.6-0.8V。
在反向电压较大时，电流趋近极限值-Is,Is为反向饱和电流；在反向电压超过某一数值-Ub时，电流急剧增大，这种情况称为击穿，Ub为击穿电压。
图4（b）图5(b)图4，图5 普通二极管和稳压二极管的符号（a）和伏安特性（b）二极管的主要参数：最大整流电流I f,即二极管正常工作时允许通过的最大正向平均电流；最大反向电压Ub,一般为反向击穿电压的一半；反向电流Ir是反向饱和电流的额定值。
由于二极管具有单向导电性，它在电子电路中得到了广泛应用，常用于整流、检波、限幅、元件保护以及在数字电路中作为开关元件等。
3、稳压二极管稳压二极管是一种特殊的硅二极管,表示符号如图5(a);其伏安特性曲线如图5(b)，在反向击穿区一个很宽的电流区间，伏安曲线徒直，此直线反向与横轴相交于Uw 。
与一般二极管不同，普通二极管击穿后电流急剧增大，电流超过极限值-Is ，二极管被烧毁。
稳压二极管的反向击穿是可逆的，去掉反向电压，稳压管又恢复正常，但如果反向电流超过允许范围，稳压管同样会因热击穿而烧毁。
故正常工作时要根据稳压二极管的允许工作电流来设定其工作电流 。
稳压管常用在稳压、恒流等电路中。
稳压管的主要参数：稳定电压Uw 、动态电阻rD(rD 越小,稳压性能越好）、最小稳压电流Imin 、最大稳压电流Imax 、最大耗散功率Pmax 。
（a ） (b) 图6 发光二极管的表示符号及其工作原理4、发光二极管(LED)发光二极管是由III-V 族化合物如GaAs （砷化镓）、GaP （磷化镓）、GaASP （磷砷化镓）等半导体材料制成的，其核心是PN 结。
因此它具有一般PN 结的伏安特性，即正向导通、反向截止、击穿特性。
LED 的表示符号如图6（a ），其主要是它具有发光特性。
在正向电压下，电子由N 区注入P 区，空穴由P 区注入N 区。
进入对方区域形成少数载流子，此时进入P 区的电子和P 区的空穴复合，进入N 区的空穴和N 区的电子复合，并以发光的形式辐射出多余的能量，这就是LED 工作的基本原理，如图6（b ）所示。
假设发光是在P 区中发生的，那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光，或者先被发光中心捕获后，再与空穴复合发光。
除了这种发光复合外，还有些电子被非发光中心（这个中心介于导带、介带中间附近）捕获，而后再与空穴复合，但每次释放的能量不大，不能形成可见光。
发光的复合量相对非发光复合量的比例越大，光量子效率越高。
由于复合是在少子扩散区内发光的，所以发光仅在靠近PN 结面数μm 以内产生。
理论和实践证明，光的峰值波长λ与发光区域的半导体禁带宽度Eg 有关，即λ≈1240/Eg(nm)式中Eg=e*U D 、，单位为电子伏特（eV ）。
若能产生的可见光波长在380nm(紫光)～780nm(红光），半导体材料的Eg 应在3.26～1.63 eV 之间。
比红光波长长的光为红外光。
目前已有红外、红、黄、绿、白、蓝光等发光二极管。
发光二极管(LED)的主要参数：⑴最大正向电流IFm ：允许加的最大正向直流电流，超过此值LED 损坏。
⑵正向工作电流IF ：指LED 正常发光时的正向电流值，在实际使用中应根据亮度需要选择IF 在0.6*IFm 以下。
⑶正向工作电压VF:参数表中给出的工作电压是在给定的正向电流下测得的，一般是在IF=20mA 时测得的，VF 在1.4～3V 。
⑷最大反向电压VRm ：允许加的最大反向电压，超过此值LED 可能被击穿损坏。
⑸允许功耗Pm: 允许加在LED 两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。
超过此值LED 发热损坏。
⑹伏安特性：LED的电压与电流的关系可用图5表示。
图5 发光二极管的伏安特性曲线图6某LED器件的发光的光谱分布⑺光谱分布和峰值波长：某一个LED所发的光并不是单一波长，其波长大体按图6所示。
由图可见该LED所发之光中某一波长λ0的光强最大，该波长为峰值波长。
⑻光谱半宽度△λ：它表示LED的光谱纯度，是指图6中1/2峰值光强所对应两波长之间隔。
*发光强度IV、半值角θ1/2和视角等指标也很重要，但本实验不作研究。
【实验内容及要求】（a）（b）图7 a 正向伏安特性测量原理图 b 反向伏安特性测量原理图1、测量普通二极管的正向伏安特性实验a 按照图7a将普通二极管连接到正向伏安特性测量电路中。
b电压从最小开始调节，观察正向电流，当开始有正向电流时即缓慢地调节Rx1使电压缓慢变化(另加分压保护电阻R2)，正向电流达到20mA时实验结束，这里要求实验数据不能少于20个。
记录I-U关系数据，在作图纸上描出正向伏安特性曲线。
说明：由于普通二极管的反向击穿电压一般很大（约100V左右），远远超出了安全电压的范围，因而实验中不需要测量普通二极管的反向伏安特性。
2、测量稳压二极管的正向、反向伏安特性实验a 按照图7a将稳压二极管连接到正向伏安特性测量电路中。
b 电压从最小开始调节，观察正向电流，当开始有正向电流时即用电压微调调节电压(另加分压保护电阻R2)，正向电流达到10mA时结束，这里要求实验数据不能少于20个。
在作图纸上描出正向伏安特性曲线。
c按照图7b将稳压二极管连接到反向伏安特性测量电路中。
d测反向击穿特性（稳压特性），实验数据不能少于10个，测出反向电流达10mA时稳压二极管的反向击穿电压（稳定电压）。
并用伏安法求出稳压二极管的动态电阻，说明动态电阻的大小对稳压特性的影响。
在作图纸上描出反向伏安特性曲线。
3、测量发光二极管的正向伏安特性a 按照图7a将一个发光二极管（红、黄、绿三种发光二极管其中的一个）连接到正向伏安特性测量电路中。
b电压从最小开始调节，观察正向电流，当开始有正向电流时即用电压微调调节电压(另加分压保护电阻R2)，记下它们导通电压（点亮电压），正向电流达到10mA时结束(正向电流最大不能超过20mA，否则LED可能烧坏)。
要求数据点不得少于20个，在作图纸上描出正向伏安特性曲线。
c更换一个发光二极管重复上述实验，得出该发光二极管的正向伏安特性。
d分别根据红、黄、绿、三种发光二极管的导通电压估算出它们的峰值波长。
【思考题】1.为什么测量稳压二极管时正、反向特性时电压表的接法不同？为什么选择的保护电阻Rx2和Rx4的值也不一样？2.什么是静态电阻和动态电阻，说明二者区别？3.PN结正向伏安特性曲线的函数形式可能是什么类型？写出其标准形式。
从实验数据求出二极管（PN结）I-U关系的经验公式。
4.设计一种方法，判断红、绿、蓝三基色发光二极管各自发光的波长范围。
【预习要求】1.熟悉仪器的使用方法。
2.熟悉非线性元件伏安特性的测量方法，熟悉正向导通阈值电压、击穿电压、峰值波长等的测量和计算方法。
3.熟悉测量步骤。