C1二极管单向导电特性的测试(精)
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二 极 管 三 场 极 效 管 应 管 集 成 器 件
单元电路
单 管 三 组 态 放 大 器 负 反 馈 放 大 器 集 成 运 算 放 大 电 路
应用电路
低 频 功 率 放 大 器 直 流 稳 压 电 源
看一看——实践操作
数字万用表介绍
不管任何时刻，红表笔始终是正、黑表笔始终是负 不得用电流档、电阻档测量电压 不得用电阻档测量电流、电压 不得用直流档测量交流信号的值
模拟电子技术与应用
JiangSu College of Information Technology
本课程简介
本课程为《模拟电子技术与应用》，采用项目驱动教 学的模式，属职业能力课程，且为学院级精品课程，采用 项目式教学方式授课。 本课程具有较强的实践性，有广泛的应用领域。 学好本课程的要点: 做好每一个项目、写好每一份报 告、完整做好每一件事，培养解决电路问题的方法及电子 线路的相关概念、多练习。
读一读——二极管伏安特性曲线
2.反向特性 二极管外加反向电压时，反向电 流很小，管子处于反向截止状态， 呈现出很大的电阻，而且反向电流 几乎不随反向电压的增大而变化。 小功率硅管的反向电流一般小于 0.1A，而锗管通常为几A。 二极管的反向特性受温度的影响较大。
读一读——二极管伏安特性曲线
注意：
+4 +4 +4
D.自由电子——少数载流 子
P型半导体
P-型
三价元素: B(硼),Al(铝),Ga(镓),In(铟).
图
P1.19
PN结的形成的动态演示
空间电 荷区
+ + + +
+ + + +
+ + + +
+ + + +
-
-
-
-
空间电荷区 耗尽层
阻挡层R
势垒层
内电场
PN结正向偏置的动态演示
PN结反向偏置的动态演示
读一读——二极管伏安特性曲线
1.正向特性 PN结的正向特性
★二极管的正极电位比负极 电位高，称二极管处于正偏 状态。
读一读——二极管伏安特性曲线
1.正向特性
管压降UVD 当正向电流稍大时，正向特 性几乎与横轴垂直，说明在电 流在较大范围变化时，二极管 两端电压变化很小。 ——这个电压称为管压降
阴极引线
例1:试判断图中的二极管是否导通,还是截止 ,并求出两 端电压uAO
+ 16v VD _ 3K + uAO UAO =-10V
10v
(a) + 16v VD _ + 3K 18v UAO =-16V uAO -
(a)
例2 试判断图中的二极管是否导通,还是截止 ,并求出两 端电压uAO
+ 6v VD _
做一做——二极管单向导电性的测试
测试程序： ④ 用模拟万用表直接测量二极管的正、反向电阻，比较大小 并记录：正向电阻为 k ， 反向电阻为 k 。 结论：二极管 （具 有／不具有）单向导电性，且 正向导通时，导通电压降约为 （零/零点几/几）伏。
【能力拓展】
项目：二极管单向导电性的仿真测试
做一做
项目1-1-2：二极管伏安特性的测试（逐点法） 任务要求：按测试程序要求完成测试内容，并撰写测试报告。 测试设备：模拟电路综合测试台1台，0～30V直流稳压电源1台， 数字万用表1块，mA表1只，A表1只。 测试电路：如图所示，其中二极管VD为1N4148（或其他），R为 1k。
做一做——二极管伏安特性的测试（逐点法）
定义：半导体是指导电性能介于导体（conductor）和
绝缘体（insulator）之间的半导体。
材料： 元素半导体：硅（Si）、锗（Ge）
化合物半导体：砷化镓（GaAs） 目前最常用的半导体材料是硅和锗。
重要特性：热敏特性
光敏特性 掺杂特性
二、本征型半导体
半导体结构
Si
+4
硅的原子结构及简化模型
温 度 特 性
发 光 效 应
光 电 效 应
电 容 效 应
稳 压 效 应
做一做
项目1-1-1：二极管单向导电性的测试 任务要求：按测试程序要求完成所有测试内容，并撰写测试报告。 测试设备：模拟电路综合测试台1台，0～30V直流稳压电源1台，数 字万用表1块，mA表1只。 测试电路：如图所示，其中二极管VD为1N4148（或其他），R为 1k。
硅的原子核的最外层有4个电子，又叫价电子；
受原子核的束缚力最小。
半导体共价键结构
+4 +4 +4 +4 +4 +4 共价键： +4
+4
+4
价电子公有化运动， 价电子不同于自由 电子，不能导电。
硅单晶的共价键结构
本征激发
+4 +4 +4 +4 +4
本征激发→价电子得到足够的 能量→成为自由电子→同时原 来共价键中流下一个空位—— 空穴。
看一看——实践操作
双路直流稳压电源介绍
看一看——实践操作
双踪示波器介绍
触发控制
显示器
显示器控 制
垂直控制
水平控制
项目一 小信号放大电路 模块1.1：二极管性能测试与应用
看一看——二极管实物认识
普通二极管 二极管图形符号、文字符号
diode D
二极管有哪些特性?
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
单 向 导 电 性
伏 安 特 性
二极管正偏电压超过门坎电压时，二极管处于 导通状态。
二极管反偏电压超过一定电压时，二极管并非
处于截止状态，而处于击穿状态。
显然，二极管的单向导电性是有前提条件的！！
读一读——二极管的测量与判别
运用数字万用表判别二极管的好坏
打开数字万 用表电源
量程拨至二 极管档 两表笔分别 插入相应孔 两表笔对调位置测 量，都有嘟嘟响声 二极管正反向均击 穿，即已经损坏
+
3K 12v uAO -
UD =-6-（-12）=6V UAO =-6V
D通
(a)
VD + 15v 3K 12v (b) uAO -
UD =-15-（-12）=-3V
D不通
UAO =-12V
VD1
VD2 15v (c) 3K 12v
VD1 = 12v
+ uAO -
VD2 = -15+12=-3v
测试程序： 结论：当二极管两端所加的电压为正向电压时，二极管将 （导通／截止，截止即不导通）。 ③ 保持步骤2，将二极管反接 （此时二极管两端所加的电压为 反向电压），测量输出电压和电 流的大小，并记录： UO = Ｖ，I = mA 结论：当二极管两端所加的电压为反向电压时，二极管将 （导通／截止）。
U/V I/mA 0 0.5 0.5 1 2 3 5 10 U/V I/A -1 -10 -20
读一读——二极管伏安特性曲线
1.正向特性 死区 二极管两端加正向电压时 二极管未必导通，如图
0 U U on
——这部分称为死区 门坎电压Uon 正向电压超过某一数值后，电流才显著增大，这个电压值 称为门坎电压
＃本征激发产生自由电子与 空穴成对出现； ＃自由电子与空穴都是可以 移动的载流子； ＃自由电子带负电 本征激发产生电子空穴对 ＃空穴带正电
+4
+4
+4
+4
二、杂质半导体
N型半导体
A. 掺入五价元素（杂质） →杂质电离→ 形成一个自由 电子和不能移动的正离子 B.N型半导体：施主杂质 C.自由电子——多数载流子
通常，硅管的管压降约为0.6～0.8V，锗管的管 压降约为0.1～0.3V。
读一读——二极管伏安特性曲线
2.反向特性
★二极管的负极电位比负极电 位高，称二极管处于反偏状态
I（mA） 10
• 高电阻
-U（BR） Isat
5
U（V） • 很小的反向漂移电流
（μ A）
PN结的反向伏安特性
在一定的温度条件下，由本征激发决定的少子浓度是一定的， 故少子形成的漂移电流是恒定的，基本上与所加反向电压的大小无 关，这个电流也称为反向饱和电流。
结论
•
P N
PN结正偏时，耗尽层变窄具有较大的正向扩散电流，呈现低电阻； PN结导通（仍有由本征激发引起的很小的反向漂移电流）。
•
PN结反偏时，耗尽层加宽仅有很小的反向漂移电流，呈现高电阻。
PN结截止
∴ PN结具有单向导电性。
二极管是单个PN结构成的器件,也具有单向导电性。
阳极
阴极
P a
阳极引线
N k
《模拟电子技术与应用》项目式课程教学特点
采用企业化管理模式， 将项目工程概念引入课堂
围绕市场办学校、依托行业设专业、根据岗位定课程、强化素质育人才
本课程参考资料
1.康华光主编，电子技术基础（模拟部分） 高 等教育出版社
2.童诗白 华成英主编，《模拟电子技术基础(第 三版)》，高等教育出版社
课程内容 半导体器件
测试程序： ① 按图（a）接好电路（此时 读出的电压和电流值应视为正 值）。 ② 按下表的要求测量各点电压 和电流值，并填入表中，表中U 为二极管两端电压。
U/V I/mA 0 0.5 0.5 1 2 3 5 10 U/V I/A -1 -10 -20
做一做——二极管伏安特性的测试（逐点法）
测试程序： ③ 按图（b）接好电路（此时 读出的电压和电流值应视为负值） ④ 按下表的要求测量各点电 压和电流值，并填入表中，表中 U为二极管两端电压。
做一做——二极管单向导电性的测试
测试程序： ①按图接好电路。 ②由直流稳压电源输出10V 电压接入输入端，即UI = +10V （此时二极管两端所加的电压 为正向电压），测量输出电压 和电流的大小，并记录： UO = V，I = mA 测量此时二极管两端的电压为 UVD = V
做一做——二极管单向导电性的测试
+4 +4
+4
+4 +5
+4
N型半导体
N-型
+4
+4 +4
D.空穴——少数载流子
图
五价元素: P(磷),As(砷), Sb(锑), Li(锂)
P1.18
P型半导体
A. 掺入三价元素（杂质）
→杂质电离→ 形成一个 空穴和不能移动的负 离子 B.P型半导体： C.空穴——多数载流子
+4
+4 +4
+4 +3 +4
D1通 , D2截止 UAO =0V
VD1
VD1 = -12v
VD2 6v (d) 3K + uAO -
VD2 = -12+6=-6v
D1 , D2截止 UAO =-12V
12v
结论：两个二极管都通哪个电压差大 优先导通
小测验：
VD1 VD2 5v (c) 3K 12v
+
uAO -
uAO=？
测试 结果
一次测量值为 500～700，另 一次测量值为1
测量值为 500～700的一 次黑表笔接的 是二极管负极， 红表笔接的是 正极
读一读——二极管的测量与判别
运用数字万用表判别二极管须知
测量过程中数字万用表显示的 500～700，是指二极管的正向导通 压降
看一看——半导体基础
一、半导体材料
单元电路
单 管 三 组 态 放 大 器 负 反 馈 放 大 器 集 成 运 算 放 大 电 路
应用电路
低 频 功 率 放 大 器 直 流 稳 压 电 源
看一看——实践操作
数字万用表介绍
不管任何时刻，红表笔始终是正、黑表笔始终是负 不得用电流档、电阻档测量电压 不得用电阻档测量电流、电压 不得用直流档测量交流信号的值
模拟电子技术与应用
JiangSu College of Information Technology
本课程简介
本课程为《模拟电子技术与应用》，采用项目驱动教 学的模式，属职业能力课程，且为学院级精品课程，采用 项目式教学方式授课。 本课程具有较强的实践性，有广泛的应用领域。 学好本课程的要点: 做好每一个项目、写好每一份报 告、完整做好每一件事，培养解决电路问题的方法及电子 线路的相关概念、多练习。
读一读——二极管伏安特性曲线
2.反向特性 二极管外加反向电压时，反向电 流很小，管子处于反向截止状态， 呈现出很大的电阻，而且反向电流 几乎不随反向电压的增大而变化。 小功率硅管的反向电流一般小于 0.1A，而锗管通常为几A。 二极管的反向特性受温度的影响较大。
读一读——二极管伏安特性曲线
注意：
+4 +4 +4
D.自由电子——少数载流 子
P型半导体
P-型
三价元素: B(硼),Al(铝),Ga(镓),In(铟).
图
P1.19
PN结的形成的动态演示
空间电 荷区
+ + + +
+ + + +
+ + + +
+ + + +
-
-
-
-
空间电荷区 耗尽层
阻挡层R
势垒层
内电场
PN结正向偏置的动态演示
PN结反向偏置的动态演示
读一读——二极管伏安特性曲线
1.正向特性 PN结的正向特性
★二极管的正极电位比负极 电位高，称二极管处于正偏 状态。
读一读——二极管伏安特性曲线
1.正向特性
管压降UVD 当正向电流稍大时，正向特 性几乎与横轴垂直，说明在电 流在较大范围变化时，二极管 两端电压变化很小。 ——这个电压称为管压降
阴极引线
例1:试判断图中的二极管是否导通,还是截止 ,并求出两 端电压uAO
+ 16v VD _ 3K + uAO UAO =-10V
10v
(a) + 16v VD _ + 3K 18v UAO =-16V uAO -
(a)
例2 试判断图中的二极管是否导通,还是截止 ,并求出两 端电压uAO
+ 6v VD _
做一做——二极管单向导电性的测试
测试程序： ④ 用模拟万用表直接测量二极管的正、反向电阻，比较大小 并记录：正向电阻为 k ， 反向电阻为 k 。 结论：二极管 （具 有／不具有）单向导电性，且 正向导通时，导通电压降约为 （零/零点几/几）伏。
【能力拓展】
项目：二极管单向导电性的仿真测试
做一做
项目1-1-2：二极管伏安特性的测试（逐点法） 任务要求：按测试程序要求完成测试内容，并撰写测试报告。 测试设备：模拟电路综合测试台1台，0～30V直流稳压电源1台， 数字万用表1块，mA表1只，A表1只。 测试电路：如图所示，其中二极管VD为1N4148（或其他），R为 1k。
做一做——二极管伏安特性的测试（逐点法）
定义：半导体是指导电性能介于导体（conductor）和
绝缘体（insulator）之间的半导体。
材料： 元素半导体：硅（Si）、锗（Ge）
化合物半导体：砷化镓（GaAs） 目前最常用的半导体材料是硅和锗。
重要特性：热敏特性
光敏特性 掺杂特性
二、本征型半导体
半导体结构
Si
+4
硅的原子结构及简化模型
温 度 特 性
发 光 效 应
光 电 效 应
电 容 效 应
稳 压 效 应
做一做
项目1-1-1：二极管单向导电性的测试 任务要求：按测试程序要求完成所有测试内容，并撰写测试报告。 测试设备：模拟电路综合测试台1台，0～30V直流稳压电源1台，数 字万用表1块，mA表1只。 测试电路：如图所示，其中二极管VD为1N4148（或其他），R为 1k。
硅的原子核的最外层有4个电子，又叫价电子；
受原子核的束缚力最小。
半导体共价键结构
+4 +4 +4 +4 +4 +4 共价键： +4
+4
+4
价电子公有化运动， 价电子不同于自由 电子，不能导电。
硅单晶的共价键结构
本征激发
+4 +4 +4 +4 +4
本征激发→价电子得到足够的 能量→成为自由电子→同时原 来共价键中流下一个空位—— 空穴。
看一看——实践操作
双路直流稳压电源介绍
看一看——实践操作
双踪示波器介绍
触发控制
显示器
显示器控 制
垂直控制
水平控制
项目一 小信号放大电路 模块1.1：二极管性能测试与应用
看一看——二极管实物认识
普通二极管 二极管图形符号、文字符号
diode D
二极管有哪些特性?
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
单 向 导 电 性
伏 安 特 性
二极管正偏电压超过门坎电压时，二极管处于 导通状态。
二极管反偏电压超过一定电压时，二极管并非
处于截止状态，而处于击穿状态。
显然，二极管的单向导电性是有前提条件的！！
读一读——二极管的测量与判别
运用数字万用表判别二极管的好坏
打开数字万 用表电源
量程拨至二 极管档 两表笔分别 插入相应孔 两表笔对调位置测 量，都有嘟嘟响声 二极管正反向均击 穿，即已经损坏
+
3K 12v uAO -
UD =-6-（-12）=6V UAO =-6V
D通
(a)
VD + 15v 3K 12v (b) uAO -
UD =-15-（-12）=-3V
D不通
UAO =-12V
VD1
VD2 15v (c) 3K 12v
VD1 = 12v
+ uAO -
VD2 = -15+12=-3v
测试程序： 结论：当二极管两端所加的电压为正向电压时，二极管将 （导通／截止，截止即不导通）。 ③ 保持步骤2，将二极管反接 （此时二极管两端所加的电压为 反向电压），测量输出电压和电 流的大小，并记录： UO = Ｖ，I = mA 结论：当二极管两端所加的电压为反向电压时，二极管将 （导通／截止）。
U/V I/mA 0 0.5 0.5 1 2 3 5 10 U/V I/A -1 -10 -20
读一读——二极管伏安特性曲线
1.正向特性 死区 二极管两端加正向电压时 二极管未必导通，如图
0 U U on
——这部分称为死区 门坎电压Uon 正向电压超过某一数值后，电流才显著增大，这个电压值 称为门坎电压
＃本征激发产生自由电子与 空穴成对出现； ＃自由电子与空穴都是可以 移动的载流子； ＃自由电子带负电 本征激发产生电子空穴对 ＃空穴带正电
+4
+4
+4
+4
二、杂质半导体
N型半导体
A. 掺入五价元素（杂质） →杂质电离→ 形成一个自由 电子和不能移动的正离子 B.N型半导体：施主杂质 C.自由电子——多数载流子
通常，硅管的管压降约为0.6～0.8V，锗管的管 压降约为0.1～0.3V。
读一读——二极管伏安特性曲线
2.反向特性
★二极管的负极电位比负极电 位高，称二极管处于反偏状态
I（mA） 10
• 高电阻
-U（BR） Isat
5
U（V） • 很小的反向漂移电流
（μ A）
PN结的反向伏安特性
在一定的温度条件下，由本征激发决定的少子浓度是一定的， 故少子形成的漂移电流是恒定的，基本上与所加反向电压的大小无 关，这个电流也称为反向饱和电流。
结论
•
P N
PN结正偏时，耗尽层变窄具有较大的正向扩散电流，呈现低电阻； PN结导通（仍有由本征激发引起的很小的反向漂移电流）。
•
PN结反偏时，耗尽层加宽仅有很小的反向漂移电流，呈现高电阻。
PN结截止
∴ PN结具有单向导电性。
二极管是单个PN结构成的器件,也具有单向导电性。
阳极
阴极
P a
阳极引线
N k
《模拟电子技术与应用》项目式课程教学特点
采用企业化管理模式， 将项目工程概念引入课堂
围绕市场办学校、依托行业设专业、根据岗位定课程、强化素质育人才
本课程参考资料
1.康华光主编，电子技术基础（模拟部分） 高 等教育出版社
2.童诗白 华成英主编，《模拟电子技术基础(第 三版)》，高等教育出版社
课程内容 半导体器件
测试程序： ① 按图（a）接好电路（此时 读出的电压和电流值应视为正 值）。 ② 按下表的要求测量各点电压 和电流值，并填入表中，表中U 为二极管两端电压。
U/V I/mA 0 0.5 0.5 1 2 3 5 10 U/V I/A -1 -10 -20
做一做——二极管伏安特性的测试（逐点法）
测试程序： ③ 按图（b）接好电路（此时 读出的电压和电流值应视为负值） ④ 按下表的要求测量各点电 压和电流值，并填入表中，表中 U为二极管两端电压。
做一做——二极管单向导电性的测试
测试程序： ①按图接好电路。 ②由直流稳压电源输出10V 电压接入输入端，即UI = +10V （此时二极管两端所加的电压 为正向电压），测量输出电压 和电流的大小，并记录： UO = V，I = mA 测量此时二极管两端的电压为 UVD = V
做一做——二极管单向导电性的测试
+4 +4
+4
+4 +5
+4
N型半导体
N-型
+4
+4 +4
D.空穴——少数载流子
图
五价元素: P(磷),As(砷), Sb(锑), Li(锂)
P1.18
P型半导体
A. 掺入三价元素（杂质）
→杂质电离→ 形成一个 空穴和不能移动的负 离子 B.P型半导体： C.空穴——多数载流子
+4
+4 +4
+4 +3 +4
D1通 , D2截止 UAO =0V
VD1
VD1 = -12v
VD2 6v (d) 3K + uAO -
VD2 = -12+6=-6v
D1 , D2截止 UAO =-12V
12v
结论：两个二极管都通哪个电压差大 优先导通
小测验：
VD1 VD2 5v (c) 3K 12v
+
uAO -
uAO=？
测试 结果
一次测量值为 500～700，另 一次测量值为1
测量值为 500～700的一 次黑表笔接的 是二极管负极， 红表笔接的是 正极
读一读——二极管的测量与判别
运用数字万用表判别二极管须知
测量过程中数字万用表显示的 500～700，是指二极管的正向导通 压降
看一看——半导体基础
一、半导体材料