二极管伏安特性曲线

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二极管伏安特性曲线的测量

二极管伏安特性曲线的测量

HUNAN UNIVERSITY程序设计训练报告报告题目二极管伏安特性曲线的测量学生姓名学生学号专业班级指导老师目录一、摘要: (2)二、实验环境: (2)三、实验原理: (3)四、实验步骤和实验记录: (5)五、实验总结: (6)一、摘要:这个实验室对二极管的伏安特性曲线进行测量,测量二极管正向和反向电压电流,分析其性质,实验中会有一些零界点,需要注意,加入正弦波,观察流入前后波形.二、实验环境:测量工具:三、实验原理:1、二极管的特性:正向特性:在电路中,将二极管的正极接在高电位端,腹肌接在低电位端,二极管就会导通,这种连接方式,叫做正向偏置,但是,当二极管两端正向电压很小时二极管仍然不能导通,流过二极管的电压十分微弱,只有当电压达到一定数值,二极管才能导通,此时为导通电压,当两端电压大于导通电压时,电流按指数规律迅速增大。

此时,电压的少许变化,也会引起电流的急剧变化反向特性:对二极管加上反向电压时,二极管处于截止状态,当反向电压增大到一定程度,会使二极管被击穿,此电压为击穿电压,此时电流剧增,但二极管也会因此损坏,所以,在实验过程中,在做反向实验时,应串联接入一个限流电阻,防止损坏二极管。

测量伏安特性曲线电路图:正向:正向时电阻较小采用电流表外接法:反向:反向电阻较大采用电流表内接法动态电路图:四、实验步骤和实验记录:实验前:检查所有器件是否完好,尤其是二极管。

1.在面包板上按照正向实验电路图搭建电路,并再次检查电路是否连接正确,将电位器拨到50%,保障电路安全。

2.调节电位器,改变电位器接入阻值大小,并观察记录二极管两端电压和流过它的电流大小。

在电压变化较小,而电流变化较大时缩小改变阻值的大小,以测得更真实有效的数据。

3.实验记录:数据处理:用excel表格画出折线图:反向电压:折线图:PS:动态数据由于时间问题,没时间做,不过我借用室友的看了,了解了方法以及最后结果五、实验总结:。

稳压二极管的伏安特性非线性曲线课件

稳压二极管的伏安特性非线性曲线课件

01
实验设备
稳压二极管、电源、电流表、电压表、电阻箱、 电容器等。
02
实验方法
通过调节电源电压,观察稳压二极管的电流变化 ,记录伏安特性数据,绘制非线性曲线。
实验结果与分析
实验结果
通过实验,得到了稳压二极管的伏安 特性非线性曲线,包括正向特性曲线 和反向特性曲线。
结果分析
通过对曲线进行分析,可以得出稳压 二极管的工作原理和特性参数,如击 穿电压、稳定电压等。同时,还可以 分析其非线性电阻特性和电容特性。
线性分析
将伏安特性曲线划分为线 性区和饱和区,分别进行 分析。
非线性分析
利用非线性理论和方法, 分析伏安特性曲线的非线 性特征。
参数提取
通过分析伏安特性曲线, 提取稳压二极管的参数, 如击穿电压、稳定电压等 。
伏安特性曲线的参数提取
击穿电压
当电压达到一定值时,电 流急剧增加,这个电压值 即为击穿电压。
稳压二极管可以作为电子设备的过压保护元件, 当输入电压超过设定阈值时,稳压二极管迅速进 入击穿状态,保护电路不受损坏。
在电子测量中的应用
电压表
稳压二极管ห้องสมุดไป่ตู้安特性非线性曲线可用于制作电压表,通过测量稳压二极管的电流值,间接得到 被测电压的大小。
电流表
利用稳压二极管的反向击穿特性,可以制作电流表,通过测量稳压二极管的电压值,间接得到 被测电流的大小。
THANKS
感谢观看
由PN结、金属电极和封装组成,具有单向导电性 。
02 伏安特性非线性曲线的形成
由于PN结的特殊结构,稳压二极管在正向电压下 的电流随电压增大而急剧增大,而在反向电压下 ,电流随电压增大而减小,表现出非线性特性。

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报告二极管伏安特性曲线测量实验报告一、实验题目:二极管伏安特性曲线测量二、实验目的:1、先搭接一个调压电路,实现电压1-5V连续可调2、在面包板上搭接一个测量二极管伏安特性曲线的电路3、测量二极管正向和反向的伏安特性,将所测的电流和电压列表记录好。

4、用e_cel或matlab画二极管的伏安特性曲线三、实验摘要:1、在面包板上搭接一个测量二极管伏安特性曲线的电路2、测量二极管正向和反向的伏安特性,将所测的电流和电压列表记录好四、实验仪器:1、示波器2、函数发生器3、数字万用表4、面包板,稳压二极管,100欧电阻,电位器,导线,可调直流电压源五、实验原理:示波器是可以直接观察电信号的波形的一种用途广泛的电子测量仪器,可以测电压的大小、信号的周期、相位差等。

一切可以转化为电压的电学量和非电学量,都可以用示波器来观察和测量。

设计一个测量二极管两端电压和电流的电路。

通过万用表测量出数据,画出伏安特性曲线并验证。

用函数信号发生器产生一个信号,测量二极管两端的信号。

原理图:六、实验步骤及数据为防止电流过高烧毁电路,使用了一个100欧姆的保护电阻。

用万用表测量不同阻值下二极管两端的电压和通过二极管的电流值,观察并记录数据。

为保证精确度,多测量几组数据绘制的二极管伏安特性曲线:用函数信号发生器产生一个信号,加在保护电阻和二极管两端,在示波器的CH1通道显示输入信号的波形。

原理图:波形图:七、实验总结:刚开始接的时候不知道是原件问题还是线路问题还是什么,用万用表测电压时一直没有示数,在面包板上拆了又装了好久都还是不行,这里就浪费了好多时间,最后换了面包板又换了原件换了电源才终于测了出来。

所以在装电路的时候一定要细心还有要弄清原理图的工作原理才能真正做好一个实验。

还有本实验在测电流时记得先将电阻断开再用万用表测,以免烧表。

晶体二极管的伏安特性曲线

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。

晶体二极管伏安特性曲线课件

晶体二极管伏安特性曲线课件
晶体二极管伏安特性曲线
CONTENCT

• 晶体二极管伏安特性曲线的实验研 • 参考文献
01
晶体二极管基本原理
晶体二极管的结构与工作原理
晶体二极管的基本结构
由半导体材料制成的PN结结构,具有P型半导体和N型半导体接 触形成的空间电荷层。
晶体二极管的工作原理
PN结加正向电压时,空间电荷层变薄,载流子容易通过,形成大 的电流;加反向电压时,空间电荷层变厚,载流子不易通过,电 流很小。
分析故障原因
结合伏安特性曲线的变化 趋势和元件参数,可以分 析出故障原因,为修复提 供指导。
晶体二极管伏安特性曲线在器件性能评估中的应用
评估器件性能
通过对比不同型号、批次晶体二极管的伏安特性曲线,可以对它 们的性能进行评估和比较。
选择合适的器件
了解不同晶体二极管的伏安特性曲线,可以帮助选择适合特定需求 的器件,确保其性能和稳定性。
100%
非线性
在大信号或高电压条件下,晶体 二极管伏安特性曲线表现出明显 的非线性特征,即电流与电压之 间不再是线性关系。
80%
应用
线性二极管用于小信号处理,如 音频放大和整流电路;非线性二 极管用于大信号处理,如开关电 源和直流控制电路。
03
晶体二极管伏安特性曲线的分析
晶体二极管伏安特性曲线的分段分析
实验步骤与实验数据记录
实验步骤 1. 搭建测试电路,将晶体二极管接入电路中; 2. 调节电源,为晶体二极管提供不同的电压;
3. 使用万用表测量流过二极管的电流,并记录下来;
4. 改变电压,重复上述步骤,直至获得足够的实验数据。
实验数据记录:在实验过程中,记录下不同电压下的电流 值,这些数据将用于后续的实验结果分析。

二极管伏安特性

二极管伏安特性

二极管的伏安特性图5 二极管的伏安特性曲线半导体二极管最重要的特性是单向导电性。

即当外加正向电压时,它呈现的电阻(正向电阻)比较小,通过的电流比较大,当外加反向电压时,它呈现的电阻(反向电阻)很大,通过的电流很小(通常可以忽略不计)。

反映二极管的电流随电压变化的关系曲线,叫做二极管的伏安特性,如图5所示。

(1)正向特性当外加正向电压时,随着电压U的逐渐增加,电流I也增加。

但在开始的一段,由于外加电压很低。

外电场不能克服PN结的内电场,半导体中的多数载流子不能顺利通过阻挡层,所以这时的正向电流极小(该段所对应的电压称为死区电压,硅管的死区电压约为0~0.5伏,锗管的死区电压约为0~0.2伏)。

当外加电压超过死区电压以后,外电场强于PN结的内电场,多数载流子大量通过阻挡层,使正向电流随电压很快增长。

即:当V>0,二极管处于正向特性区域。

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。

(2)反向特性当外加反向电压时,所加的反向电压加强了内电场对多数载流子的阻挡,所以二极管中几乎没有电流通过。

但是这时的外电场能促使少数载流子漂移,所以少数载流子形成很小的反向电流。

由于少数载流子数量有限,只要加不大的反向电压就可以使全部少数载流子越过PN结而形成反向饱和电流,继续升高反向电压时反向电流几乎不再增大。

当反向电压增大到某一值(曲线中的D点)以后,反向电流会突然增大,这种现象叫反向击穿,这时二极管失去单向导电性。

所以一般二极管在电路中工作时,其反向电压任何时候都必须小于其反向击穿时的电压。

即:当V<0时,二极管处于反向特性区域。

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。

二极管的伏安特性曲线

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。

二极管的特性

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。

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。

二极管伏安特性曲线的测绘

二极管伏安特性曲线的测绘

二极管伏安特性曲线的测量实验目的1.掌握设计合适的检测电路和了解各元件的特点2.测绘二极管伏安特性曲线实验原理实验步骤1.反向特性测试电路。

二极管的反向电阻值很大,采用电流表内接测试电路可以减少测量误差。

测量电路如下,变阻器设置700Ώ.2.正向特性测试电路。

二极管在正向导通时,呈现的电阻值较小,拟采用电流表外接测试电路,如图所示,电源电压在0~10V内调节,变阻器开始设置700Ώ,调节电源电压,以得到所需电流值。

实验数据处理又公式可得如下数值U(V) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14I(mA)0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0电阻计0 ∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞算值(kΏ)U(V) 0.1000 0.2000 0.3000 0.4000 0.5000 0.6000 0.6200 0.6400 0.6600 0.6800 I(mA)0.0000 0.0000 0.0007 0.0016 0.0134 0.4680 0.8715 1.5020 2.3570 3.4050 ∞∞428.57 250.00 37.3134 1.2821 0.7114 0.4261 0.2800 0.1997 R测(kΏ)R实(k∞∞750.00 333.33 37.7597 1.2840 0.7126 0.4269 0.2810 0.2005 Ώ)U(V) 0.7000 0.7200 0.7400 0.7600 0.7800 0.8000 0.8200 0.8400 0.8600 0.8800 I(mA) 4.6190 5.9720 7.4290 8.9500 10.5230 12.156 13.820 15.526 17.260 19.0150.1515 0.1206 0.0996 0.0849 0.0741 0.0658 0.0593 0.0541 0.04982 0.04630 R测(kΏ)R实(k0.1520 0.1211 0.0999 0.0852 0.0743 0.0659 0.0594 0.0541 0.04982 0.04630 Ώ)由于电压表电阻比较大,2V量程时电压表电阻为1M Ώ,所以根据公式可以计算出R实际如上表,但可以几乎可以忽略电压表的影响。

二极管伏安特性曲线的研究学习资料

二极管伏安特性曲线的研究学习资料

二极管伏安特性曲线的研究二极管伏安特性曲线的研究一、设计目的电路中有各种电学元件,如晶体二极管和三极管,光敏和热敏元件等。

人们通常需要了解它们的伏安特性,以便正确的选用它们。

通常以典雅为横坐标,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。

该设计通过测量二极管的伏安特性曲线,了解二极管的导电性的实质,使我们在设计电路时能够准确的选择二极管。

二、设计原理1、二极管的伏安特性(1)二极管的伏安特性方程为:式中,Is为反向饱和电流,室温下为常数;u为加在二极管两端电压;UT为温度的电压当量,当温度为室温27℃时,UT≈26mV。

当PN结正向偏置时,若u≥UT,则上式可简化为:IF≈ISeu/UT。

当PN结反向偏置时,若︱u︱≥UT,则上式可简化为:IR≈-IS。

可知- IS与反向电压大小基本无关,且IR越小表明二极管的反向性能越好。

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,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其导通电压时,电流急剧增加,二极管导通后,电压少许变化,电流的变化都很大。

对上述二种器件施加反向偏置电压时,二极管处于截止状态,其反向电压增加至该二极管的击穿电压时,电流猛增,二极管被击穿,在二极管使用中应竭力避免出现击穿观察,这很容易造成二极管的永久性损坏。

所以在做二极管反向特性时,应串入限流电阻,以防因反向电流过大而损坏二极管。

二极管伏安特性示意图1、2所示。

图1锗二极管伏安特性图2硅二极管伏安特性2、二极管的伏安特性曲线下面我们以锗管为例具体分析,其特性曲线如图3所示,分为三部分:图3 半导体二极管(硅管)伏安特性:(a)正向特性①OA段为死区,此时正偏电压称为死区电压Uth,硅管0.5V,锗管0.1V。

②AB段为缓冲区。

③BC段为正向导通区。

当u≥Uth时,二极管才处于完全导通状态,导通电压UF基本不变。

硅管为0.7~0.8V,一般取0.7V,锗管为0.2~0.3V,通常取0.2V。

三问二极管伏安特性曲线的形成原因

三问二极管伏安特性曲线的形成原因

三问二极管伏安特性曲线的形成原因
二极管伏安特性曲线是一张准确的实验图,它表示了二极管的特性,它可以帮助我们更好地了解和使用二极管。

下面我们将讨论二极管伏安特性曲线的形成原因。

首先,二极管的伏安特性曲线是由二极管的内部特性决定的。

二极管内部包括一个电子控制器,它在一定的电压和电流下运行。

当输入电压超过一定的阈值时,电子控制器会开始放电,从而产生电流。

此外,当输入电压越大,就会产生更多的电流,因此,二极管的伏安特性曲线的形状是一条正比例的线。

其次,二极管的伏安特性曲线受到二极管材料的影响。

二极管的材料包括硅、硒酸钙、锗等,这些材料有不同的电阻特性,因此会影响二极管的伏安特性曲线。

例如,硅材料的导电性能较好,因此其伏安特性曲线越陡峭,反之,硒酸钙材料的导电性能较差,所以其伏安特性曲线越平缓,锗材料的伏安特性曲线也会发生相应的变化。

此外,二极管的伏安特性曲线也受到二极管的结构影响。

在二极管的结构中,最主要的影响因素是电子控制器的设计。

电子控制器的设计会直接影响二极管的特性,例如,电子控制器的设计如果比较灵敏,二极管的伏安特性曲线就会陡峭,反之,电子控制器的设计如果比较稳健,二极管的伏安特性曲线就会平缓。

综上所述,二极管伏安特性曲线形成的原因主要有三个:一是二极管内部特性决定的;二是材料的不同会影响二极管的特性;三是二极管的结构会影响二极管的特性。

因此,了解和掌握二极管的伏安特性曲线,有助于我们更好地利用二极管。

二极管伏安特性曲线的测试

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

: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。


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:。

二极管伏安特性曲线的测绘实验报告

二极管伏安特性曲线的测绘实验报告

一、名称:二极管伏安特性曲线的测绘二、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:μ)、万用表、电阻箱、滑直流稳压电源、直流电流表、直流微安表(500A线电阻、单刀开关、导线、待测二极管等。

四、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.对上述二种器件施加反向偏置电压时,二极管处于截止状态,其反向电压增加至该二极管的击穿电压时,电流猛增,二极管被击穿,在二极管使用中应竭力避免出现击穿观察,这很容易造成二极管的永久性损坏.所以在做二极管反向特性时,应串联接入限流电阻,以防因电流过大而损坏二极管。

二极管伏安特性示意图如图:五、步骤:(1)反向特性测试电路。

二极管的反向电阻值很大,采用电流表内接测试电路可以减少测量误差。

测试电路见图,变阻器设置700Ω。

(2)正向特性测试电路。

二极管在正向导通时,呈现的电阻值较小,拟采用电流表外接测试电路,电源电压在0~10V内调节,变阻器开始设置700Ω,调节电源电压,以得到所需电流值。

图2-3 二极管反向特性测试电路 图2-4 二极管正向特性测试电路六、数据:反向伏安曲线测试数据表()U VμI A()电阻计算值()KΩ正向伏安曲线测试数据表正向伏安曲线测试数据 ()I mA U V ()电阻计算值()KΩ电阻修正值()Ω七、数据处理:电阻修正值电流表外接修正公式:6(10)V VU R R U I R ==Ω-反向伏安曲线正向伏安曲线。

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二極體伏安特性曲線的研究
一、設計目的
電路中有各種電學元件,如晶體二極管和三極管,光敏和熱敏元件等。

人們通常需要瞭解它們的伏安特性,以便正確的選用它們。

通常以典雅為橫坐標,電流為縱坐標作出元件的電壓——電流關係曲線,叫做該元件的伏安特性曲線。

該設計通過測量二極體的伏安特性曲線,瞭解二極體的導電性的實質,使我們在設計電路時能夠準確的選擇二極體。

二、設計原理
1、二極體的伏安特性
(1)二極體的伏安特性方程為:
式中,Is為反向飽和電流,室溫下為常數;u為加在二極體兩端電壓;UT 為溫度的電壓當量,當溫度為室溫27℃時,UT≈26mV。

當PN結正向偏置時,若u≥UT,則上式可簡化為:IF≈ISeu/UT。

當PN結反向偏置時,若︱u︱≥UT,則上式可簡化為:IR≈-IS。

可知- IS 與反向電壓大小基本無關,且IR越小表明二極體的反向性能越好。

對二極體施加正向偏置電壓時,則二極體中就有正向電流通過,隨著正向偏置電壓的增加,開始時,電流隨電壓變化很緩慢,而當正向偏置電壓增至接近其
導通電壓時,電流急劇增加,二極體導通後,電壓少許變化,電流的變化都很大。

對上述二種器件施加反向偏置電壓時,二極體處於截止狀態,其反向電壓增加至該二極體的擊穿電壓時,電流猛增,二極體被擊穿,在二極體使用中應竭力避免出現擊穿觀察,這很容易造成二極體的永久性損壞。

所以在做二極體反向特性時,應串入限流電阻,以防因反向電流過大而損壞二極體。

二極體伏安特性示意圖1、2所示。

圖1鍺二極體伏安特性圖2矽二極體伏安特性
2、二極體的伏安特性曲線
下面我們以鍺管為例具體分析,其特性曲線如圖3所示,分為三部分:
圖3 半導體二極體(矽管)伏安特性

(a)正向特性
①O A段為死區,此時正偏電壓稱為死區電壓Uth,矽管0.5V,鍺管0.1V。

②A B
B C段為正嚮導通區。

當u≥Uth時,二極體才處於完全導通狀態,段為緩衝區。


導通電壓UF基本不變。

矽管為0.7~0.8V,一般取0.7V,鍺管為0.2~0.3V,通常取0.2V。

當二極體為理想二極體時,UF=0。

(b)反向特性
如圖OD段所示,二極體處於截止狀態,在電路中相當於開關處於關斷狀態。

(c)反向擊穿特性
如圖所示,反向電流在E處急劇上升,這種現象稱之為反向擊穿,此時所對應的電壓為反向擊穿電壓UBR。

對於非特殊要求的二極體,反向擊穿時會使二極體PN結過熱而損壞。

三、設計過程
1、反向特性測試電路
二極體的反向電阻值很大,採用電流錶內接測試電路可以減少測量誤差。

測試電路如圖4所示,電阻選擇R=500Ω,起限流作用,電壓源E取0-15V連續可調。

根據所得的各組資料在座標紙上描繪二極體反向偏置測試時的特性曲線。

圖4 二極體反向特性測試電路
2、正向特性測試電路
二極體在正向測試時,呈現的電阻值較小,應採用電流錶外接測試電路。

如圖5所示。

電源電壓E在0~10V內調節,變阻器開始設置500 ,調節電源電壓在0-10V內變動,以得到所需電流值。

然後在座標紙上描繪正向偏置時的特性曲線。

圖5 二極體正向特性測試電路
3、二極體的單向導電性的驗證
圖6 半導體二極體單向導電性
a)二極體正向偏置b)二極體反向偏置
圖6(a)中的開關閉合,燈亮,大電流;圖6(b)開關閉合,燈不亮,電流幾乎
為零。

二極體陽極電位高於陰極電位,稱為二極體(PN結)正向偏置,簡稱正偏;二極體陽極電位低於陰極電位,稱為二極體(PN結)反向偏置,簡稱反偏。

二極體正偏導通,反偏截止的這種特性稱為單向導電性。

四、設計總結
1、在設計之前要反復思索,仔細考慮,形成一個完整的思路。

2、電路連接後要仔細檢查,無錯誤後接通電路,開始測量。

3、測量過程中要有耐心,仔細記錄各組資料。

4、描繪特性曲線,與理論曲線相比較。

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