预习思考题_发光二极管伏安特性曲线
实验报告-发光二极管伏安曲线测量
【实验题目】发光二极管的伏安特性【实验记录】
1．实验仪器
2．红色发光二极管正向伏安特性测量数据记录表
3．绿色发光二极管正向伏安特性测量数据记录表
4．蓝色发光二极管正向伏安特性测量数据记录表
5. 电表内阻测量： A R = 4.94Ω (30mA) V R =
6.006kΩ （6V ）
【数据处理】
在同一坐标系中作出红、绿、蓝发光二极管的伏安特性曲线。
对比红、绿、蓝三种发光二极管的伏安特性曲线，定性判断其导通电压的大小。
由图像及表格分析可知，导通电压：红色>绿色>蓝色；
大致数据为 红色： 蓝色： 绿色：
【总结与讨论】
(1)二极管阻值与电流表内阻相近，与电压表内阻相差很多，因此采取电流表外接法。
(2)在图像弯曲部分应多测几组数据，使图像更加准确。
（电流不超过20mA）
(3)发光二极管的伏安特性曲线在0到导通电压之间曲线与X轴接近，达到导通电压后快速上升，最终
应接近直线。
【复习思考题】
发光二极管有哪些应用？试举一两例并介绍其工作原理。
（1）交流开关指示灯
用发光二极管作白炽灯开关的指示灯，当开关断开时，电流经R、LED和灯泡形成回路，LED亮，方便在黑暗中找到开关，此时回路中电流很小，灯泡不会亮；当接通开关时，灯泡被点亮，LED熄灭。
（2）指示灯
当装置通电后，经过限流电阻产生mA级别的电流，流经LED的时候发光，用以指示电源接通。
报告成绩（满分30分）：⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽指导教师签名：⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽日期：⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
二极管伏安特性曲线测量
1.实验题目：二极管伏安特征曲线丈量2.实验纲要：1、先搭接一个调压电路，实现电压连续可调2、在面包板上搭接一个丈量二极管伏安特征曲线的电路3、给二极管测试电路的输入端加Vp-p=6V、f=6KHz的正弦波，用示波器察看该电路的输入输出波形。
激励源加在二极管和电阻的串连电路上，二极管作为响应输出。
4、丈量二极管正向和反向的伏安特征，将所测的电流和电压列表记录好。
5、用excel或matlab画二极管的伏安特征曲线3.实验环境：(1)、电阻若干（1000Ω，100Ω）(2)、台式数字万用表(UNI-TUT805A)(3)、Multisim（画电路图）(4)、导线若干(5)、直流电源（ITECHIT6302）(6)、面包板(7)、镊子（8）、电位器（BOHENG3296）(9).数字函数发生器（RIGOLDG1022U）(10).示波器（TektronixDPO2012B）（11）发光二极管4.实验原理晶体管伏安特征曲线的丈量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，而当正向偏压增到靠近二极管的导通电压（锗二极管为左右，硅二极管为左右时），电流显然变化。
在导通后，电压变化少量，电流就会急巨变化。
当加反向偏置电压时，二极管处于截止状态，但不是完整没有电流，而是有很小的反向电流。
该反向电流随反向偏置电压增添得很慢，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5.实验步骤和数据记录：A.记录二极管的正向伏安特征1.搭接一个丈量二极管伏安特征曲线的电路（1.因为万用表只有一个负极接线，因此特地将电流表的正负极接反。
这样一个万用表能够当成一个电流表和电压表同时工作，记录时只要变换按钮即可（2.电位器前应当加一个保护电阻，实验时应当控制电流不超出20mA,实验顶用的是100欧姆的电阻2.记录数据B.记录二极管的反向伏安特征1.连结最简单的串连电路，经过调整电源的电压来丈量2.反接二极管3.调整电源的电压（1,6,10,20,30），记录实验数据C.察看二极管对波形的影响（注意，二极管接地和函数发生器的接地是在一同的，实验中简易起见三个地线都接在一同了）调整函数发生器至,Vpp=6V,输出正弦波察看波形，记录各项数据6.实验结果计算和剖析A.记录二极管的伏安特征曲线电流0(mA)电压0(V)剖析：在电压比较小的时候，电流几乎为0；直至某个临界电压值，电流才会增添，增长速度也不停加速Execl曲线：B.记录二极管的反向伏安特征电压（V） 1 6 10 20 30 电流（mA）0能够看出，在达到必定的电压值时，电流是能够经过的，可是仍是很轻微，说明反向二极管的阻断作用很大C.察看二极管对波形的影响实验数据：频次周期峰峰值最大值最小值Ch1 微秒微秒7.实验总结。
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。
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。
预习思考题_发光二极管伏安特性曲线
【实验题目】发光二极管伏安特性曲线测量1．查资料，简述发光二极管的工作原理。
答:发光二极管是在普通二极管基础上进行自发复合产生辐射光的二极管半导体器件。
一般二极管主要由P型半导体和N型半导体组成，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层，称为PN结。
发光二极管则是在其PN结中注入载流子（在半导体内运动的电荷载体。
一般指其中的自由电子或空穴）。
当注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能，达到发光的目的。
而外电场可以控制载流子的定向运动。
当给PN结加反向电压时，少数载流子难以注入，不发光。
当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从阳极流向阴极时，发光二极管的半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。
同时，发光的颜色是通过化学修饰方法，调整材料的能带结构和禁带宽度，实现红黄绿蓝橙多色发光。
红光管工作电压较小，颜色不同的红、橙、黄、绿、蓝的发光二极管的工作电压依次升高。
实验中发红光的二极管所用无机半导体物料一般为铝砷化镓；蓝色可以为氮化镓等；绿色为磷化镓等。
2.测量发光二极管正向伏安特性时，电流表应该采用外接还是内接法？分析原因并设计出测量电路。
答：电流表应外接。
查资料得知：发光二极管的正向工作电压一般在1.4-4v，最大正向直流电一般在5-20mA,y二极管的正向导通电阻相对于电压表的来说较小而与电流表的较为接近，采取电流表外接法，可以减小电流表的分压作用，提高结果的准确度。
3. 试说出判断发光二极管极性的方法。
答：方法1.已知：二极管所接外电压正负向不同时，特别是在电压较大时，电流的变化差异比较大。
所以，在二极管击穿电压、允许最大电流等已知的条件下，可以逐渐给二极管两端加电压观察电流变化。
当加上接近导通电压的电压值（要小于击穿电压），若电流急剧增大，则所加的是正向电压；若在加压过程中，电流增加始终特别缓慢，则判断所加的为负向电压。
电工电子基础实验（电路与信号实验部分思考题）
电⼯电⼦基础实验（电路与信号实验部分思考题）5.7 传输⽹络的幅频和相频特性3、半功率点频率是如何定义的。
计算图3电路的半功率点频率，并简述实验中测量半功率点频率的⽅法。
答：在传输⽹络中当传输信号频率w=wc 时,⽹络输出功率是最⼤输出功率的⼀半，称wc 为半功率点。
实验中有两种⽅法：（1）利⽤幅频特性在图3找到VR/VS=0.707的频率点即半功率点；（2）利⽤相频特性，⽤双迹法找到相位差为45°的频率点即半功率点。
5.6 受控源仿真1．理想运算放⼤器的主要特点有哪些？答：1.开环差模电压增益Aud →∞；2.差模输⼊电阻Rid →∞3.差模输出电阻Rod →04. KCMR →∞5.输⼊失调电流IIO 、失调电压UIO 和它们的温漂均为零；6.输⼊偏置电流IIB=07. 3dB 带宽BW=∞8.虚短和虚断。
2．请模拟⼀下，看受控源的控制特性是否适⽤于交流信号？加⼤输⼊信号后，输出电压波形会产⽣什么形状？答：适⽤于交流信号。
加⼤输⼊信号后，输出电压波形先按⽐例被放⼤，但随着输⼊信号的不断加⼤输出电压会产⽣失真，波形的上限和下限被限伏。
3．在运算放⼤器电源引出线的负端加⼀负向电源电压-18伏，重复问题2，观察输出波形。
答：适⽤于交流信号。
加⼤输⼊信号后，输出电压波形先按⽐例被放⼤，但随着输⼊信号的不断加⼤输出电压会产⽣失真，波形的上限和下限被限伏。
HzRC w c 3.73/1/1===τ5.2 基尔霍夫定律5.1 ⾮线性电阻伏安特性1、稳压管的稳压功能是利⽤特性曲线的哪⼀部分，在伏安特性曲线上标出，为什么？答：稳压管的稳压功能利⽤特性曲线的反向部分。
因为在此区间，电流变化很⼤，⽽电压基本不变。
说明：反接稳压管的等效电阻很⼤，且电压在较⼤范围内变化时，反向电流变化是很⼩；当反向电压达到某⼀电压时，电流增加很快，⽽此时电压在很⼩的范围基本不变，即达到稳压4、⽤TY-360型万⽤表直流2.5mA挡和25mA挡分别测量⼀个真值为2.5mA的电流，试分析每次测试结果可能的最⼤绝对误差（假定⽆读数误差且不考虑电流表内阻的影响）。
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二极管的伏安特性曲线实验报告引言：二极管是一种广泛应用于电子电路中的元件。
在电子学中，了解二极管的伏安特性曲线对于设计和分析电路至关重要。
本实验旨在通过测量二极管在不同电压下的电流，绘制出其伏安特性曲线，并对实验结果进行分析和讨论。
实验原理：二极管是一种半导体器件，由正负两种掺杂的半导体材料构成。
在正向偏置下，二极管的导通电流迅速增加；而在反向偏置下，二极管的导通电流非常小。
通过测量二极管在不同电压下的电流，可以得到其伏安特性曲线。
实验步骤：1. 准备实验仪器和材料：二极管、直流电源、电流表、电压表、电阻、导线等。
2. 搭建实验电路：将二极管连接到直流电源的正负极上，通过电阻限制电流大小，同时连接电流表和电压表以测量电流和电压。
3. 设置直流电源输出电压：从0V开始，逐渐增加直流电源的输出电压，记录下每个电压下的电流值。
4. 绘制伏安特性曲线：将实验得到的电流和电压数据绘制在坐标系上，横轴表示电压，纵轴表示电流，通过连接各个数据点，即可得到二极管的伏安特性曲线。
实验结果与讨论：根据实验所得数据，我们绘制出了二极管的伏安特性曲线。
曲线的形状呈现出两个不同的区域：正向偏置区和反向偏置区。
在正向偏置区，随着电压的增加，二极管的导通电流迅速增加。
这是因为在正向偏置下，二极管的p-n结被正向电压击穿，电子和空穴得以结合，形成电流。
而随着电压继续增加，导通电流增加的速度逐渐减缓，直至达到饱和状态。
这是因为在饱和状态下，所有的电子和空穴都被结合，无法再增加导通电流。
在反向偏置区，二极管的导通电流非常小。
这是因为在反向偏置下，二极管的p-n结被反向电压击穿，电子和空穴被阻止结合，形成很小的反向漏电流。
这种反向漏电流也被称为反向饱和电流。
通过实验数据和曲线分析，我们可以得到二极管的一些重要参数。
例如，正向偏置下的导通电流（正向饱和电流）和反向偏置下的反向漏电流（反向饱和电流）。
这些参数对于电路设计和分析非常重要。
非线性元件伏安特性预习报告
实验预习报告
姓名：高阳班级：F0703028 学号：5070309013 实验成绩：同组姓名：实验日期：2008-3-4 指导老师：批阅日期：
非线性元件伏安性的测量
【原理简述（原理图、主要公式）】
1、非线性元件的阻值用微分电阻表示，定义为R = dU/dI。
2、如下图所示，为一般二极管伏安特性曲线
3、测量检波和整流二极管，稳压二极管，发光二极管的伏安特性曲线，电路示意图如下
(1)检波和整流二极管
检波二极管和整流二极管都具有单向导电作用，他们的差别在于允许通过电流的大小和使用频率范围的高低。
(2)稳压二极管
稳压二极管的特点是反向击穿具有可逆性，反向击穿后，稳压二极管两端的电压保持恒定，这个电压叫稳压二极管的工作电压。
(3)发光二极管
发光二极管当两端的电压小于开启电压时不会发光，也没有电流流过。
电压一旦超过开启电压，电流急剧上升，二极管发光，电流与电压呈线性关系，直线与电压坐标的交点可以认为是开启电压．
【原始数据记录表】
1、检波和整流二极管
(1) 检波二极管
正向：
逆向：
2、稳压二极管
3、发光二极管（）。
二极管伏安特性曲线测量方法
二极管伏安特性曲线测量方法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。
1、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。
2、实验方法2.1 伏安法图2.1.1 伏安法测二极管伏安特性曲线电路图电流表外接法：如图，此时电压表的读数等于二极管两端电压D U ；电流表的读数I 是流过二极管和电压表的电流之和（比实际值大），即I =D I +Iv 。
由欧姆定律可得：I=V/Rv+V/D R(1.1)用V 、I 所作伏安特性曲线电流是电压表和二极管的电流之和，显然不是二极管的伏安特性曲线，所用此方法测量存在理论误差。
在测量低电压时，二极管内阻较大，误差较大，随着测量点电压升高，二极管内阻变小，误差也相对减小；在测量二极管正向伏安曲线时，由于二极管正向内阻相对较小，用此方法误差相对较小。
表2.1.1 电流表外接法测二极管正向伏安特性曲线测量数据此次测量用作标纸绘图绘出伏安曲线电流表内接法：如图，这时电流表的读数I 为通过二极管D 的电流，电压表读数是电流表和二极管电压之和，U =D U +A U 。
二极管伏安特性曲线的测定
实验四二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。
物理实验二极管特性曲线
（2）试验设备及仪器
（3）实验原理
（4）实验步骤及内容
（5）实验数据及处理
实验目的：
（1）学习电学基本测量方法/步骤及注意事项 （2）测绘二极管的I～V曲线 （3）学习作图法及最小二乘法处理数据 （4）学习滑动变阻器的分压特性和限流特性 （5）学习电表的内/外接条件和方法
注意的要点：
（1）. 测晶体二极管正向伏安特性时，毫安表读数 不得超过二极管允许通过的最大正向电流值，加在 晶体二极管上的电压不得超过管子允许的最大电压 值。
如图所示， 曲线某一点 切线的斜率 表示在该电 压下二极管 的电阻大小
如图中P点 斜率： K=Tan∂=Rx
0.300
I(mA)
0.04 0.03
0.02
P
0.01
∂
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
U（v）
误差分析：
伏安采用法 测试二极管正向特性曲线时采用电流表外接法，会产生电流的测量误差，这些 接入误差属于系统误差，必须对测量结果加以 修正，操作起来比较繁琐。对于半导体整流二极管，正向导通电流为 mA数量级，而反向电流仅为数量级，所以在选择测量电路和仪表 时必须加以考虑
(4).用作图法处理数据，在图纸上画出二极管正向I-V曲 线图。
数据记录表：
非线性电阻（二极管正向）的数据记录表
电压表量程：0～10.0V
电流表量程：0～25mA
U(V）
0.1 0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
I（mA）
0
0
0
0
0.001 0.003 0.023 0.190
实验数据处理：
伏安法测二极管特性曲线,大学物理实验,预习报告(完整版)
一, 实验目的：a.用伏安法测量时的误差考虑。
b.学习半导体二极管的伏安特性。
二，实验仪器：安培计，伏特计，变阻器（或电位器），直流电源，待测二极管（2AP型），开关等三，实验原理：1．二极管简介：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。
2．二极管的伏安特性曲线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。
二极管直流电阻（正、反向电阻）R等于该管两端所加的电压U与流过它的电流I之比，即R=U/I。
R是随U的变化而变化的。
我们通常用万用表所测出的二极管的电阻为某一特定电压下的直流电阻。
四，实验内容和步骤：1.用伏安法正向特性曲线和反向特性曲线进行测量(1)测定正向特性曲线打开电源开关,将电源电压调到最小，然后接通线路，逐步减少限流电阻，直到毫安表显示1.9999mA为止，记下相应的电流和电压。
然后调节电流和限流电阻，将电压表的最后一位读数调为0，记录电压，电流；以后按每降低0.010V测一次数据,直至伏特表读数为0.5500V为止,正向电流不用修正。
二极管的伏安特性曲线图解电子元器件
二极管的伏安特性曲线图解 - 电子元器件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二极管的伏安特性表达式可以表示为式1-2-1（1）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。
1、正向特性特性曲线1的右半部分称为正向特性，由图可见，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，随着电压的上升，正向电流将快速增大，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。
2、反向特性特性曲线1的左半部分称为反向特性，由图可见，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。
假如反向电压连续上升，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。
二极管图2 二极管的温度特性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，只要留意把握反向电流的数值，不使其过大，即可避开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。
3、温度对二极管伏安特性的影响温度上升，正向特性左移，反向特性下移；室温四周，温度每上升1℃；正向压降削减2-2.5mV；室温四周，温度每上升10℃，反向电流增大一倍。
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【实验题目】发光二极管伏安特性曲线测量
1．查资料，简述发光二极管的工作原理。
答:发光二极管是在普通二极管基础上进行自发复合产生辐射光的二极管半导体器件。
一般二极管主要由P型半导体和N型半导体组成，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层，称为PN结。
发光二极管则是在其PN结中注入载流子（在半导体内运动的电荷载体。
一般指其中的自由电子或空穴）。
当注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能，达到发光的目的。
而外电场可以控制载流子的定向运动。
当给PN结加反向电压时，少数载流子难以注入，不发光。
当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从阳极流向阴极时，发光二极管的半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。
同时，发光的颜色是通过化学修饰方法，调整材料的能带结构和禁带宽度，实现红黄绿蓝橙多色发光。
红光管工作电压较小，颜色不同的红、橙、黄、绿、蓝的发光二极管的工作电压依次升高。
实验中发红光的二极管所用无机半导体物料一般为铝砷化镓；蓝色可以为氮化镓等；绿色为磷化镓等。
2.测量发光二极管正向伏安特性时，电流表应该采用外接还是内接法？分析原
因并设计出测量电路。
答：电流表应外接。
查资料得知：发光二极管的正向工作电压一般
在1.4-4v，最大正向直流电一般在5-20mA,y二极
管的正向导通电阻相对于电压表的来说较小而与
电流表的较为接近，采取电流表外接法，可以减
小电流表的分压作用，提高结果的准确度。
3. 试说出判断发光二极管极性的方法。
答：方法1.已知：二极管所接外电压正负向不同时，特别是在电压较大时，电流的变化差异比较大。
所以，在二极管击穿电压、允许最大电流等已知的条件下，可以逐渐给二极管两端加电压观察电流变化。
当加上接近导通电压的电压值（要小于击穿电压），若电流急剧增大，则所加的是正向电压；若在加压过程中，电流增加始终特别缓慢，则判断所加的为负向电压。
根据二极管上的标识，配以正负压的判断既可判断极性。
方法2：利用多用表欧姆档（*100或*100K档）判断。
将二极管与欧姆表正负两极连接，当所测电阻较大时，二极管反向连接，
既欧姆表正极接的是二极管阴极，负极接的是二极管阳极。
同理，当所测电阻较小时，二极管正向连接。
4.为了结果准确，测量时应如何设计数据测量点？
答：1.测量二极管正向特性时，在0伏到导通电压至少4个点，在曲线的弯曲部分至少测3个点，在导通区的直线部分知识测4个点。
注意最大电流不准超过二极管的额定工作电流。
2.测量二极管反向特性时，在0伏到反向击穿电压至少测4点。
反向击
穿后测4个点，同样注意最大电流不得超过额定电流。
成绩（满分20 分）：。