半导体伏安特性曲线

测定半导体二极管伏安特性的实验方案实验原理

1电路连接方式

要同时测量流过二极管的电流I和其两端的电压U，电路有两种连线方式，即电流表的内接和外接：

当R X »r A（电流表内阻）时，宜采用电流表内接如图2(b)；

当R X «r V（电压表内阻）时，宜采用电流表外接如图2(a)；

当R X »r A，R X «r V时，两种接法均可以。

无论采用哪种接法，由于电表本身存在内阻，会使得测量电流或电压值出现系统误差（即电表的接入误差），当正向导通时二极管的内阻很小，所以采用外接法；当测量反向特性时二极管的内阻很大，所以用内接法。

二极管具有单向导电性，当正向电压较小时，二极管电阻较大，对硅管约为数百欧，此时正向电流很小，当电压超过一定数值（即导通电压，对硅管约为0.7V左右）后，二极管电阻变得很小，对硅管约为几十欧，此后随着电压的微小增加，正向电流将急剧增加，为了不损坏二极管，实验时，应注意其正向电流不能超过该二极管的额定正向电流I max。而测量反向特性时要注意工作电压应不超过最高反向工作电压U RM。

2控制电路

由于硅二极管正向电流变化范围很大，R阻值取值小些，作为细调用；R'阻值取大些，作为粗调用。由于二极管正向导通

时电阻很小，为了减少系统误差就用外接法，而加反向电压时，二极管相当于大电阻，所以用内接法。

（a）外接法（b）内接法

图2 二极管伏安特性曲线的测定

3.电源、电压表量程及变阻器的选择

（1）电源电压：稳压电源输出E<3V（正向特性），反向特性电压可达几十伏，故应选择可调的稳压电源。

（2）电表量程：

电压表选用多量程的电压表，

电流表选用毫安表和微安表.

（3）变阻器：

选R全阻值为500Ω作为细调用，其额定电流为1A（应大于电路总电流值）。

选R'全阻值为1.83KΩ作粗调用，其额定电流为0.35A （应大于0.1A）。

实验步骤

1、测定二极管正向伏安特性曲线

（1）.用万用表0Ω（×100或×1K档）判断二极管的正反向。

（2）.按图2(a)连好电路，接通电源，给二极管加正向电压，选好毫安表和电压表量程，缓慢调节R及R'，注意观察I、U变化情况，由此确定I、U的节范围和测量取点情况。

（3）由I、U变化情况可知，在0～0.6V区间，电流变化缓慢，取点可稀疏些，每隔0.1V测一点；在0.6V以后，电流迅速变化，取点应密集一些，每隔0.02V测一点，直至电流不超过I max=100mA为止。

（4）实验数据记录表格

2 测定二极管的反向特性曲线

（1）按图2(b)连好电路，接通电源，给二极管反向电压，选好微安表和电压表量程，缓慢调节R及R'，注意观察I、U变化情况。

（2）慢慢增加二极管两端的电压，使U从0开始，每隔1V读下微安表对应的读数I，直到U接近U RM。

（3）实验数据记录表格