及其单向导电特性l半导体二极管的伏安特性曲线l二极管
测量半导体二极管的伏安特性
选择合适的电流表、电压表进行测量，避免因测量工具选择不当导 致测量误差或损坏仪器。
异常情况的处理和应急措施
遇到异常情况应立即停止实验
如发现仪器故障、电路短路、电流过大等情况，应立即切断电源，保护仪器和人身安全。
掌握基本的急救措施
在实验过程中，如发生触电、火灾等紧急情况，应掌握基本的急救措施，如心肺复苏、灭 火等。
定期检查实验设备
定期对实验设备进行检查和维护，确保设备正常运转，防止因设备故障引发意外事故。
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详细描述
当正向电压施加在二极管上时，PN结内的电子和空穴受到电场作用而分离，形成正向电流。当反向电压施加时 ，由于空间电荷区的存在，电流被阻止。在一定温度下，二极管的伏安特性呈指数关系，表现为正向导通电压随 电流增大而增大，反向击穿电压随温度升高而增大。
02
CATALOGUE
伏安特性测量原理
伏安特性的定义
确保电源安全
使用可靠的电源，避免使用破损或老化的电源线 ，确保电源接地良好。
避免电磁干扰
在实验过程中，应尽量减少周围环境中可能产生 电磁干扰的设备，如手机、微波炉等。
操作过程中的安全注意事项
遵循操作规程
按照规定的步骤进行实验操作，避免因操作不当引发意外事故。
注意观察仪器状态
在实验过程中，应时刻关注仪器的工作状态，如发现异常应及时停 止实验并检查。
伏安特性的分析
正向特性分析
分析正向伏安特性曲线，研究二极管在 正向偏置下的电流随电压的变化规律， 了解其正向导通电阻、正向电压降等参 数。
VS
反向特性分析
分析反向伏安特性曲线，研究二极管在反 向偏置下的电流随电压的变化规律，了解 其反向截止电流、反向击穿电压等参数。
测量半导体二极管的伏安特性
实验目的
1、了解电学实验常用仪器的规格、性能，学习它们的使用方法。 2、学习电学实验的基本操作规程和连接电路的一般方法。 3、掌握电阻元件伏安特性的测量方法，用伏安法测电阻。 4、了解系统误差的修正方法，学会作图法处理实验数据。
实验原理
利用欧姆定律求导体电阻的方法称为伏安法，它是测 量电阻的基本方法之一。为了研究材料的导电性，通 常作出其伏安特性曲线，了解它的电压与电流的关系。 伏安特性曲线是直线的元件称为线性元件，伏安特性 曲线不是直线的元件称为非线性元件，这两种元件的 电阻都可以用伏安法测量。
半导体二极管是一种常用的非线性电子元件，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（b）所示。其特点是：在正向电流 和反向电压较小时，伏安特性呈现为单调上升曲线；在 正向电流较大时，趋近为一条直线；在反向电压较大时， 电流趋近极限值 ,叫做反向饱和电流。 IS
实验仪器
(a) 线性元件的伏安特性
(b)非线性元件的伏安特性
伏安法 电流表内接法
V R I
RmA V Vx VmA R Rx RmA Rx 1 Ix Ix R x
电流表外接法
Vx Vx Rx 1 R I I x IV 1 1 Rx 1 Rx RV RV
0.55
0.60
0.65
0.70
3.测量小灯泡灯丝伏安特性
Ui(V) I(mA)
0.2
0.4
0.6
0.8
2
5
6.3
注意事项
l、为保护直流稳压电源，接通与断开电源前均需先使其输 出为零，然后再接通或断开电源开关。输出调节旋钮的 调节必须轻、缓。 2、更换测量内容前，必须使电源输出为零，然后再逐渐增 加至需要值．否则元件将会损坏。 3、在设计测量电学元件伏安特性的线路时，必须了解待测 元件的规格，使加在它上面的电压和通过的电流均不超 过额定值。
半导体二极管的伏安特性
锗管0.1V
正向 特性
0 反向
特性 锗管
正向 特性
0 反向特性 死区
电压 硅管
模拟电子技术
1 半导体二极管及其应用 (3) 有压降
导通后（即uD大于死区电压后）
iD 正向 特性
即 uD升高， iD急剧增大
反向 特性
O uD
模拟电子技术
1 半导体二极管及其应用
管压降uD 约为
模拟电子技术
1 半导体二极管及其应用
热击穿： PN结被烧坏，造成二极管的永久性损坏。
根据反向击穿 的机理不同：
齐纳击穿 雪崩击穿
模拟电子技术
模拟电子技术
iD
正向特性
死区 电压
O
uD
击穿电压 U(BR)
反向特性
模拟电子技术
1 半导体二极管及其应用
击穿的类型： 根据击穿可逆性分为
电击穿 热击穿
电击穿： 二极管发生反向击穿后，如果
a. 功耗 PD( = |UDID| ) 不大。 b. PN结的温度小于允许的最高结温 c. 降低反向电压，二极管仍能正常工作。
1 半导体二极管及其应用
1.2 半导体二极管
1.2.1 半导体二极管的结构和类型 1.2.2 半导体二极管的伏安特性
模拟电子技术
1 半导体二极管及其应用 1.2.2 半导体二极管的伏安特性
半导体二极管两端电压uD与流过它的 电流iD之间的关系称为伏安特性
uD
iD
模拟电子技术
1 半导体二极管及其应用
硅管0.6~0 .8V 锗管0.2~0.3V
估算时取管压降uD
硅管---0.7V 锗管---0.3V
模拟电子技术
本章重点内容lPN结及其单向导电特性l半导体二极管的伏
Rb
+
Rs
C1
us
＋VCC Rc
+
V
C2
RL
＋VCC
（a）
图2.18
（b）
2.4.2 放大电路的图解分析法
1．用图解法确定静态工作点的步骤： （1）在ic、uce平面坐标上作出晶体管的输出特性曲线。 （2）根据直流通路列出放大电路直流输出回路的电压方程式：UCE = VCC－ IC·RC （3）根据电压方程式，在输出特性曲线所在坐标平面上作直流负载线。因为 两点可决定一条直线，所以分别取（IC=0，UCE=VCC）和（UCE=0，IC=EC/Rc）两 点，这两点也就是横轴和纵轴的截距，连接两点，便得到直流负载线。 （4）根据直流通路中的输入回路方程求出IBQ。 （5）找出IB = IBQ这一条输出特性曲线，该曲线与直流负载线的交点即为Q点 （静态工作点），该Q点直观地反映了静态工作点（IBQ、ICQ、UCQ）的三个值。 即为所求静态工作点的值。
图2.4 光电三极管的等效电路与电路符号
图2.5 光电耦合器电路符号
2．光电耦合器
3．晶闸管 （1）单向晶闸管
A. 内部结构
B. 工作原理 A A χχχ
G K
KA G
G
K
（a）
(b)
(c)
图2.6
a
单向晶闸管外形及电路符号
a
IA
a
P1 N1 P2 g N2kBiblioteka P1N1N1
g
P2
P2
N2
k
V2
g
IC2
A
0.2 0.4
0.6
uv/
5 - 0.8
V
C′
5
D D′
第二个教案 2.1 半导体二极管
二极管的伏安特性曲线 二极管的伏安特性曲线： 伏安特性曲线： 硅管
UBE(on)= 0.7V IS=(10-9~10-16)A UBE(on)= 0.25V IS=(10-6~10-8)A
PN结导通； PN结导通； 结导通
锗管
U >UBE(on)时
随着U
↑
I
↑↑
正向R很小 正向R
很小( U < UBE(on)时 IR很小(IR≈ 反向R PN结截止 结截止。 反向R很大 PN结截止。 I S) 温度每升高1℃ 1℃， 约减小2.5mV 2.5mV。 温度每升高1℃， UBE(on)约减小2.5mV。 温度每升高10℃ 10℃， 约增加一倍。 温度每升高10℃，IS约增加一倍。
1.1 半导体的特性
半导体：指导电能力介于导体与绝缘体之间的物质。 半导体：指导电能力介于导体与绝缘体之间的物质。
大多数半导体器件所用的主要材料是硅 (Si) 、锗 (Ge) 大多数半导体器件所用的主要材料是硅
原子结构及简化模型： 硅 、锗 原子结构及简化模型：
+4 +14 2 8 4 +32 2 8 18 4
当原子中的价电子在光照或温度升高时获得能量挣脱共价键的束 缚而成为自由电子，原子中留下空位（即空穴），（即产生自由电 同时原子因失去价电子而带正电。 子－空穴对）同时原子因失去价电子而带正电。 当邻近原子中的价电子释放能量不断填补这些空位时（ 当邻近原子中的价电子释放能量不断填补这些空位时（自由电子与空穴 的复合）形成一种运动，该运动可等效地看作是空穴的运动 空穴的运动。 的复合）形成一种运动，该运动可等效地看作是空穴的运动。空穴运动方向 与价电子填补方向相反。 与价电子填补方向相反。即自由电子和空穴都能在晶格中自由移动。因 而统称它们为半导体的载流子。
电工电子技术基础第十章
第二节 晶体三极管
不同的晶体管， 值不同，即电流的放大能力不同，一般为 20 ～ 200。 ② 直流电流放大系数 I C IB 通常 晶体管的放大作用的意义： 基极电流的微小变化引起集电极电流的较大变化，当基极 电路中输入一个小的信号电流 ib ，就可以在集电极电路中得到 一个与输入信号规律相同的放大的电流信号ic。 可见，晶体管是一个电流控制元件。
操作：调节(或改变 E1 )以改变基极电流 IB 的大小,记录 每一次测得的数据。
次数
电流
IB/mA IC/mA
1
0 0.01
2
0.01 0.56
3
0.02 1.14
4
0.03 1.74
5
0.04 2.33
IE/mA
0.01
0.57
1.16
1.77
2.37
（1）直流电流分配关系：
IE IC IB
晶体三极管
一、晶体管的结构 二、晶体管的放大作用
三、晶体管的三种工作状态
四、晶体管的主要参数 五、晶体管的管型和管脚判断
第二节 晶体三极管
一、晶体管的结构
1．结构和符号
、发射区 三个区：集电区、基区 （1）结构： 两个PN 结：集电结、发射结 发射极：e 三个区对应引出三个极： 基极：b 集电极：c
第二节 晶体三极管
（2）放大状态 UBE 大于死区电压，IB > 0，集电极电流 IC 受 IB 控制，即
I C I B 或 ΔI C Δ I B
晶体管处于放大状态的条件是：发射结正偏，集电结反偏， 即VC > VB > VE （NPN管，PNP管正好相反） 。
第二节 晶体三极管
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”。
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。
1.1二极管
点接触型
1.1.2 二极管的主要参数
1．最大整流电流 I FM 二极管在室温下长期运行允许通过的最大正向平均电流。 2．最高反向工作电压 V RM 二极管正常工作时所允许外加的最大反向电压。 3．反向电流 I R 在二极管加反向电压而未击穿时的反向电流值。
作业：P31 一、填空题：1、2；二、判断题：1；三、选择题：2；五、综合题：1
半导体元件
⒈ 导体、半导体与绝缘体
⑴ 导体： 电阻率ρ＜10-6Ω· m；
⑵ 绝缘体：电阻率ρ＞108Ω· m； ⑶ 半导体：电阻率介于导体与绝缘体之间
如硅(Si)或锗(Ge)半导体。
2. P型半导体和N型半导体
⑴ 本征半导体。
纯净的半导体材料称为本征半导体。 本征半导体电导率低，为提高导电性能，需掺杂，形 成杂质半导体。 根据掺杂的物质不同，可分两种：
运载电荷的粒子称为载流子。 外加电场时，带负电的自由电 子和带正电的空穴均参与导电， 且运动方向相反。由于载流子数 目很少，故导电性很差。 温度升高，热运动加剧，载流 子浓度增大，导电性增强。 热力学温度0K时不导电。 载流子
为什么要将半导体变成导电性很差的本征半导体？
3、杂质半导体
1. N型半导体
多数载流子 空穴比未加杂质时的数目 多了？少了？为什么？ 杂质半导体主要靠多数载 流子导电。掺入杂质越多， 多子浓度越高，导电性越强， 实现导电性可控。 磷（P）
5
2. P型半导体
多数载流子
P型半导体主要靠空穴导电， 掺入杂质越多，空穴浓度越高， 导电性越强，
3
在杂质半导体中，温度变化时， 载流子的数目变化吗？少子与多 子变化的数目相同吗？少子与多 子浓度的变化相同吗？
硼（B）
2019-2020年人教统编PN结及其单向导电特性半导体二极管的伏安特性曲线课件
•1 •
•B
′
•B
5•
•-U（
BR）
•C
•I
•- R 30
•1 0•0
•A•
′
•• 0.2
•A 0.4
•5 •-0.6 0.8
•uv/ V
•C
′
• 5•
•
• •（μA •
•
•D •D
′
）
•
•
图1。.7 二极管伏安特性曲线•
•
1．正向特性 2．反向特性 3．反向击穿特性 4．温度对特性的影响
1.2.3 半导体二极管的主要参数
1．最大整流电流IF 2．最大反向工作电压URM
3．反向饱和电流IR 4．二极管的直流电阻R 5．最高工作频率fM
1.2.4 半导体二极管的命名及分类
1．半导体二极管的命名方法
用数字表示规格 用数字表示序号 用字母表示类型 用字母表示材料和极性 用数字表示电极数目
图1.8 半导体器件的型号组成 2．半导体二极管的分类 1.2.5 二极管的判别及使用注意事项 1．二极管的判别（用万用表进行检测） （1）二极管正、负极性及好坏的判断
三极管的输入特性曲线
2．输出特性曲线
（1）放大区：发射极正向偏置，集电结反向偏置
iC iB
（2）截止区：发射结反向偏置，集电结反向偏置
（3）饱和区：iB发射0结, 正iC向偏0置，集电结正向偏置
iB 0, uBE 0, uCE uBE
此时 iC iB
截止区
IC /mA 4
＋4
电子一空穴对
图1.3 P型半导体的结构
N区
P区
空间电荷区 N区
内电场
图1.4 PN结的形成
电子元件的伏安特性曲线实验报告
电子元件的伏安特性曲线实验报告实验一电子元件伏安特性的测定一、实验目的1．掌握电压表、电流表、直流稳压电源等仪器的使用方法2．学习电阻元件伏安特性曲线的测量方法3．加深理解欧姆定律，熟悉伏安特性曲线的绘制方法二、原理若二端元件的特性可用加在该元件两端的电压U 和流过该元件的电流I 之间的函数关系I =f (U )来表征，以电压U 为横坐标，以电流I 为纵坐标，绘制I-U 曲线，则该曲线称为该二端元件的伏安特性曲线。
电阻元件是一种对电流呈阻力特性的元件。
当电流通过电阻元件时，电阻元件将电能转化为其它形式的能量，例如热能、光能等，同时，沿电流流动的方向产生电压降，流过电阻R 的电流等于电阻两端电压U 与电阻阻值之比，即RU I（1-1）这一关系称为欧姆定律。
若电阻阻值R 不随电流I 变化，则该电阻称为线性电阻元件，常用的普通电阻就近似地具有这一特性，其伏安特性曲线为一条通过原点的直线，如图1-1所示，该直线斜率的倒数为电阻阻值R 。
线性电阻的伏安特性曲线对称于坐标原点，说明在电路中若将线性电阻反接，也不会不影响电路参数。
这种伏安特性曲线对称于坐标原点的元件称为双向性元件。
白炽灯工作时，灯丝处于高温状态，灯丝的电阻随温度升高而增大，而灯丝温度又与流过灯丝的电流有关，所以，灯丝阻值随流过灯丝的电流而变化，灯丝的伏安特性曲线不再是一条直线，而是如图1-2所示的曲线。
半导体二极管的伏安特性曲线取决于PN 结的特性。
在半导体二极管的PN 结上加正向电压时，由于PN 结正向压降很小，流过PN 结的电流会随电压的升高而急剧增大；在PN 结上加反向电压时，PN 结能承受和大的压降，流过PN 结的电流几乎为零。
所以，在一定电压变化范围内，半导体二极管具有单向导电的特性，其伏安特性曲线如图1-3所示。
图1-1 线性电阻元件的伏安特性曲线图1-2 小灯泡灯丝的伏安特性曲线图1-4 稳压二极管的伏安特性曲线稳压二极管是一种特殊的二极管，其正向特性与普通半导体二极管的特性相似。
半导体分立元件--二极管
半导体分立元件半导体二极管半导体二极管是用半导体材料（主要是硅或锗的单晶）而制成，故又称为晶体二极管（俗称二极管）。
二极管的主要电性能是“单向导电性”，是一种有极性的二端元件（一种典型的非线性元件）。
二极管在电路中主要用作整流、限幅箱位、检波等，在数字电路中用作开关器件。
基本知识1、二极管。
自然界的物质按其导电能力的大小分为导体、半导体、绝缘体。
导体具有良好的导电性能，其电阻率一般小于10-6Ω·m，如铜和银；绝缘体导电能力很差或不导电，其电阻率往往在108Ω·m以上，如橡胶、陶瓷等；而半导体的导电能力介于导体与绝缘体之间，如纯净的硅在常温下的电阻率为2×103Ω·m。
半导体材料（如硅和锗）都是4价元素，其最外层的4个价电子与其相邻的原子核组成“共介键”结构，所以在温度极低时（如绝对零度时）半导体不导电，在常温下，纯净的半导体的导电能力也很弱。
2、半导体的主要特点。
半导体与导体和绝缘体相比有两个显著特点：一是其“热敏性”与“光敏性”。
例如当环境温度每升高8℃时，纯净硅的电阻率会降低一半左右（即导电能力提高一倍），且光线的照射也会明显地影响半导体的导电性能，人们利用半导体的这一性能，就可以制成各种热敏元件（如热敏电阻）、光敏元件（如光敏电阻、光电管）等；其二是半导体的“掺杂性”。
指在纯净的半导体内掺入微量的杂质，半导体的导电能力就急剧增强。
例如在单晶硅中掺入百分之一的某种杂质，其导电能力将增加一百万倍。
人们正是利用半导体的这一独特性质。
做成“杂质半导体”，从而制造出各种不同性质、不同用途的半导体器件，如半导体二极管、三极管、场效应管和集成电路等。
3、杂质半导体。
（1）N型半导体（电子型半导体）。
在纯净的半导体中掺入5价元素就得到N型半导体。
5价杂质其最外层的5个价电子除与半导体组成共价键外就多余一个电子（自由电子）。
所以N型半导体中自由电子为“多子”，空穴为“少子”。
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。
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。）
(完整版)半导体二极管伏安特性的研究
半导体二极管伏安特性的研究P101【实验原理】1.电学元件的伏安特性在某一电学元件两端加上直流电压，在元件内就会有电流通过，通过元件的电流与其两端电压之间的关系称为电学元件的伏安特性。
一般以电压为横坐标，电流为纵坐标作出元件的电压-电流关系曲线，称为该元件的伏安特性曲线。
对于碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻等电学元件，在通常情况下，通过元件的电流与加在元件两端的电压成正比，即其伏安特性曲线为一通过原点的直线，这类元件称为线性元件，如图3-1的直线a。
至于半导体二极管、稳压管、三极管、光敏电阻、热敏电阻等元件，通过元件的电流与加在元件两端的电压不成线性关系变化，其伏安特性为一曲线，这类元件称为非线性元件，如图3-1的曲线b、c。
伏安法的主要用途是测量研究非线性元件的特性。
一些传感器的伏安特性随着某一物理量的变化呈现规律性变化，如温敏二极管、磁敏二极管等。
因此分析了解传感器特性时，常需要测量其伏安特性。
图 3–1 电学元件的伏安特性在设计测量电学元件伏安特性的线路时，必须了解待测元件的规格，使加在它上面的电压和通过的电流均不超过元件允许的额定值。
此外，还必须了解测量时所需其他仪器的规格（如电源、电压表、电流表、滑线变阻器、电位器等的规格），也不得超过仪器的量程或使用范围。
同时还要考虑，根据这些条件所设计的线路，应尽可能将测量误差减到最小。
测量伏安特性时，电表连接方法有两种：电流表外接和电流表内接，如图3-2所示。
（a）电流表内接；（b）电流表外接图 3–2 电流表的接法电压表和电流表都有一定的内阻（分别设为R v和R A）。
简化处理时可直接用电压表读数U 除以电流表读数I 来得到被测电阻值R ，即R=U/I ，但这样会引进一定的系统性误差。
使用电流表内接时，R 实测值偏大；使用电流表外接时，R 实测值偏小。
通常根据待测元件阻值及电表内阻，选择合适的电表连接方法以减小接入误差的影响：测量小电阻时常采用电流表外接；测量大电阻时常采用电流表内接。
二极管的伏安特性及主要参数电子元器件
二极管的伏安特性及主要参数电子元器件二极管是一种基础的电子元器件，广泛应用于电子电路中。
在了解二极管的伏安特性和主要参数之前，我们先来介绍一下二极管的基本结构和工作原理。
二极管的基本结构是由两个不同掺杂的半导体材料构成，通常分为P 型半导体和N型半导体。
其中，P型半导体富含正电荷载流子即空穴，N 型半导体富含负电荷载流子即自由电子。
这两种半导体材料通过PN结来连接，形成一个二极管。
二极管的工作原理主要涉及PN结的电子流动。
在PN结的一侧称为P 区，在另一侧称为N区。
当P区加上正电压，N区加上负电压时，电子流从P区进入N区，此时二极管处于导通状态，称为正向偏置。
而当P区加上负电压，N区加上正电压时，电子流无法通过PN结，此时二极管处于截止状态，称为反向偏置。
了解了二极管的基本结构和工作原理后，下面我们来介绍一下二极管的伏安特性和主要参数。
1.伏安特性二极管的伏安特性是指二极管的电流与电压之间的关系。
当二极管处于正向偏置时，随着正向偏压的增加，二极管的正向电流也随之增大。
在一定的正向偏压范围内，二极管的电流和电压呈现出近似线性的关系。
但当正向偏压超过一些临界值时，二极管的电流迅速增大，这个临界值称为二极管的正向击穿电压。
而当二极管处于反向偏置时，只有极小的反向漏电流。
2.主要参数（1）正向导通压降（正向压降）：二极管在正向导通时，PN结上的电压降，也称为正向压降。
一般二极管的正向压降为0.6-0.7V。
（2）反向耐压（反向电压）：二极管导通时，要求正向偏压不能超过一定值，这个值称为反向耐压。
反向耐压决定了二极管工作时的最大反向电压。
（3）截断电流（反向饱和电流）：二极管在反向偏置时，流过PN结的电流称为截断电流，也叫反向饱和电流。
这个电流非常小，一般在nA 级别。
（4）正向电阻（导通电阻）：正向电压变化时，导通电流的变化称为正向电阻。
正向电阻一般很小，一般在几个欧姆到几百欧姆之间。
综上所述，二极管的伏安特性可以通过伏安特性曲线来表示，常用的伏安特性曲线有四个象限：第一象限表示正向导通状态，第二象限表示反向截止状态，第三象限表示负向导通状态，第四象限表示正向截止状态。
【报告】伏安特性实验报告
【关键字】报告伏安特性实验报告篇一：电路元件伏安特性的测量(实验报告答案)实验一电路元件伏安特性的测量一、实验目的1．学习测量电阻元件伏安特性的方法；2．掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的逐点尝试法；3．掌握直流稳压电源和直流电压表、直流电流表的使用方法。
二、实验原理在任何时刻，线性电阻元件两端的电压与电流的关系，符合欧姆定律。
任何一个二端电阻元件的特性可用该元件上的端电压U与通过该元件的电流I之间的函数关系式I＝f(U)来表示，即用I－U平面上的一条曲线来表征，这条曲线称为电阻元件的伏安特性曲线。
根据伏安特性的不同，电阻元件分为两大类：线性电阻和非线性电阻。
线性电阻元件的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，如图1-1（a）所示。
该直线的斜率只由电阻元件的电阻值R 决定，其阻值R为常数，与元件两端的电压U和通过该元件的电流I无关；非线性电阻元件的伏安特性曲线不是一条经过坐标原点的直线，其阻值R不是常数，即在不同的电压作用下，电阻值是不同的。
常见的非线性电阻如白炽灯丝、普通二极管、稳压二极管等，它们的伏安特性曲线如图1-1（b）、（c）、（d）所示。
在图1-1中，U ＞0的部分为正向特性，U＜0的部分为反向特性。
(a)线性电阻(b)白炽灯丝绘制伏安特性曲线通常采用逐点尝试法，电阻元件在不同的端电压U作用下，测量出相应的电流I，然后逐点绘制出伏安特性曲线I＝f(U)，根据伏安特性曲线便可计算出电阻元件的阻值。
三、实验设备与器件1.直流稳压电源1 台2.直流电压表1 块3.直流电流表1 块4.万用表1 块5.白炽灯泡 1 只6. 二极管1 只7.稳压二极管1 只8.电阻元件 2 只四、实验内容1．测定线性电阻的伏安特性按图1-2接线。
调节直流稳压电源的输出电压U，从0伏开始缓慢地增加（不得超过10V），在表1-1中记下相应的电压表和电流表的读数。
2将图1-2中的1kΩ线性电阻R换成一只12V，0.1A的灯泡，重复1的步骤，在表1-2中记下相应的电压表和电流表的读数。
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iB/μA
100
80 25℃
60 uCE= 0
40
20
uCE≥ 1V
ic /mA
饱和区
100μA 4
80μA
3
放
60μA
2
大
40μA
区 1
20μA iB=0μA
0.2 0.4 0.6 （a）
0.8 uBE /v
2
4
6
（b）
8
10
截止区
uCE /v
图2.3 三极管的特性 曲线
2021-1-6
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0.05 5.05 5.10
15
2．输出特性曲线
(1)放大区 (2) 饱和区 (3) 截止区
2.1.4 三极管正常工作时的主要特点 1．三极管工作于放大状态的条件及特点
2．三极管工作于饱和状态的条件及特点 3．三极管工作于截止状态时的条件及特点 ＊2.1.5 特殊晶体管简介
－
+
+ VD2
uo
－
uo/V 10
0 -10
uo/V +5
0 -5
U(+)
A
VD
F
图1. 13 二极管钳位电路
t
t
（a）限202幅1-1电-6 路
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（b）波形
10
图1.14 二极管限幅电路及波形
4. 电路中的元件保护
E
S VD
R
i
eL
L
图1.15 二极管保护电路
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CJ/p F
80
60
40
20
VD
0
2 4 6 8 10 12 14 U/V
(a) 压控20特21-1性-6曲线
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(b) 电路符号 9
图1.12 变容二极管的压控特性曲线和电路符号
1.4 半导体二极管的应用 1.4.1 整流
1.4.2 钳位
1.4.3 限幅
+ R VD1
ui
－
+
－
Us1
Us2
1．三极管的内部结构及其在电路中的符号
2021-1-6
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12
集电结 基极b 发射结
集电极c
集电区 N
P
基区
b
N
发射区
发射极e
c c
基极b b
集电极c
P
N
P
b
e e
发射极e
c c
b
e
e
(a) NPN
(b) PNP 图2.1 三极管的结构示意图及其在电路中的符号
2．三极管的分类
2.1.2 三极管的放大作用
＋4
电子一空穴对
图1.3 P型半导体的结构
N区
P区
空间电荷区 N区
内电场
2021-1-6
图1.4谢谢P你N的结观的赏形成
3
4． PN结的单向导电特性 (1) PN结的正向导通特性
P
空穴 (多数)
变薄
IR
内电场
外电场
N
电子 (多数)
R
P
电子 (少数)
变厚
IR≈0
内电场
外电场
N
空穴 (少数)
R
(a) 正向偏置 图1.5 PN结的导电特性
I／mA UZ
ΔUZ
UB
UA
0
VD
U／V
A
IA（Izmin）
ΔIZ
IZ
IA（Izmax） B
(a) 伏安特性
2021-1-6
图1.9 稳压二谢极谢管你的的观特赏性曲线和符号 发光二极管 1．普通发光二极管 2．红外线发光二极管
3．激光二极管
1.1.3 光电二极管 1.3.4 变容二极管
2021-1-6
图 1.1硅、锗原子结构谢模谢型你及的共观价赏键结构示意图
1
1.1.2 杂质半导体 1．N型半导体 2．P型半导体
＋4
＋4
＋4
＋4
＋5
＋4
＋4
＋4
＋4
磷原子 自由电子
电子一空穴对
图1.2 N型半导体的结构
2021-1-6
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2
空穴
＋4
＋4
＋4
＋4
＋3
＋4
硼原子
＋4
＋4
3. PN结的形成 P区
图谢2谢.2你的三观极运赏 管动内情部况载流子的
14
4．三极管电流放大作用的进一步理解
表2.1 IB、IC、IE的实验数据
IB/mA
-0.004
0
0.01
0.02
0.03
0.04
IC/mA
0.004
0.01
1.09
1.98
3.07
4.06
IE/mA
0
0.01
1.10
2.00
3.10
4.10
2.1.3 三极管的特性曲线 1．输入特性曲线
iv/m A
锗
硅
1
B′
B
5
I1
-U（
- R 00 A′
A
BR）
30
5 0.2 0.4 0.6 uv/
C
- 0.8
V
C′
5
D D′
（μA ）
2021-1-6
图1.7 二极管伏安谢特谢性曲你线的观赏
5
1．正向特性
2．反向特性 3．反向击穿特性 4．温度对特性的影响
1.2.3 半导体二极管的主要参数
1．最大整流电流IF 2．最大反向工作电压URM
3．反向饱和电流IR 4．二极管的直流电阻R 5．最高工作频率fM
1.2.4 半导体二极管的命名及分类
1．半导体二极管的命名方法
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6
用数字表示规格 用数字表示序号 用字母表示类型 用字母表示材料和极性 用数字表示电极数目
图1.8 半导体器件的型号组成
2．半导体二极管的分类
1.2.5 二极管的判别及使用注意事项 1．二极管的判别（用万用表进行检测） （1）二极管正、负极性及好坏的判断
（2）二极管好坏的判别 （3）硅二极管和锗二极管的判断
（4）普通二极管和稳压管的判别
2021-1-6
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7
2．二极管使用注意事项
*1.3 几种常用的特殊二极管
1.3.1 稳压二极管 1．稳压二极管的工作特性
．三极管放大时必须的内部条件
2021-1-6
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13
2．三极管放大时必须的外部条件 3．三极管内部载流子的传输过程
（1）发射区向基区发射电子的过程
（2）电子在基区的扩散和复合过程
（3）电子被集电区收集的过程
ICBO
c ICN
IC N
IB
b
IBN
P
RB
+
VBB
－
N
IE
e
RC
+ VCc
－
2021-1-6
第1章 半导体二极管及其应用电路
本章重点内容 l PN结及其单向导电特性 l 半导体二极管的伏安特性曲线 l 二极管在实际中的应用
1.1 PN结
1.1.1 本征半导体
＋4
＋4
＋4
价电子
＋4
＋4
c
＋4
＋4
b
＋4
＋4
a
＋4
共价键的两 个价电子
自由电子
空穴
（a）硅和锗原子的简化结构模型
(b)晶体的共价键结构及电子空穴对的产生
(2) PN结的反向截止特性
（b）反向偏置
1.2 半导体二极管
1.2.1 2半02导1-1体-6二极管的结构及其在电路中的谢符谢号你的观赏
4
外壳
(阳极)
PN
阳极引线
（a） 结构
(阴极) －
VD (阴极)
＋
－
阴极引线
（b）电路符号
（c）实物外形
图1.6 二极管结构、符号及外形
1.2.2 半导体二极管的伏安特性
11
第2章 半导体三极管及其放大电路
本章重点内容 l 晶体三极管的放大原理、输入特性曲线、输出特性曲线 l 基本放大电路的工作原理及放大电路的三种基本偏置方式 l 利用估算法求静态工作点 l 微变等效电路及其分析方法 l 三种基本放大电路的性能、特点
2.1 半导体三极管
2.1.1 三极管的结构及分类