二极管的伏安特性曲线详细说明

（一）线性电阻的伏安特性曲线由图可知，伏安特性曲线的斜率为0.9944，故实验测得线性电阻阻值为1/994.4=1005.6Ω。

实际电阻的标称值为1000Ω，相对误差为E=(|1000-1005.6|/1000)*100%=0.56%。

误差原因：实验中采用电流表内接法，电压表的读数包括了电流表的压降，因此计算所得电阻为电流表内阻和线性电阻之和，偏大。

（二）半导体二极管伏安特性曲线 1、正向特性U/V 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 I/mA 1.992 3.976 5.956 7.953 9.947U/V 0.20 0.40 0.60 0.62 0.64 0.66 0.68 0.70 I/mA0.004 0.004 0.013 0.023 0.042 0.084 0.173 0.3592、反向特性U/V 2.00 4.00 6.00 6.20 6.40 6.60 6.80 I/mA 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 8.034（三）理想电压源伏安特性曲线I/mA 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0U/V 10.032 10.032 10.031 10.030 10.030（四）实际电压源伏安特性曲线I/mA 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0U/V 9.406 8.853 8.545 7.842 7.421由公式U=Us-IRs，伏安特性曲线的斜率为电源内阻，可求得实际电源内阻49.8Ω.实验中，实际内阻为51.2Ω，相对误差为E=|51.2-51|/51*100%=0.39%。

误差原因：实验中采用电流表外接法，电流表的读数包括了电压表中的电流，因此，根据公式U=Us-IRs计算所得电阻值偏小。

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。

伏安特性曲线伏安特性曲线是描述电子器件的电流与电压之间关系的图像，它是材料特性和电流运动规律的重要表征。

通过研究伏安特性曲线，可以了解电子器件的工作方式、性能指标以及其在电路中的应用。

本文将详细介绍伏安特性曲线的概念、性质和应用，并介绍一些常见的电子器件的伏安特性曲线。

一、伏安特性曲线的概念及基本性质伏安特性曲线又称为IV特性曲线，是描述电子器件电流与电压关系的图像。

它通常是电流I作为横坐标，电压V作为纵坐标绘制的曲线。

伏安特性曲线反映了电流随电压的变化规律，可以从中获得电子器件的许多重要信息。

伏安特性曲线的基本性质有以下几点：1. 伏安特性曲线一般呈现出非线性关系，即电流与电压之间的关系不是简单的比例关系。

这是因为电流的变化过程受到力学、热力学等多种因素的影响。

2. 伏安特性曲线一般具有对称性，即在正负电压下电流基本呈现出相同的变化趋势。

这是由于正负电压下的电流运动规律相似。

3. 伏安特性曲线的形状与电子器件的材料和结构有关。

不同材料和结构的器件具有不同的伏安特性曲线形状。

二、常见电子器件的伏安特性曲线1. 二极管的伏安特性曲线：二极管是一种两端具有PN结的器件。

在正向偏置情况下，二极管的伏安特性曲线呈现出指数关系。

在反向偏置情况下，二极管的伏安特性曲线呈现出较小的电流变化。

2. 晶体管的伏安特性曲线：晶体管是一种三端器件，主要分为P 型和N型两种类型。

晶体管的伏安特性曲线在不同工作区域上有所不同，包括截止区、放大区和饱和区。

3. MOSFET的伏安特性曲线：MOSFET是一种金属氧化物半导体场效应晶体管。

MOSFET的伏安特性曲线可以分为三个区域，包括截止区、增强区和饱和区。

4. 电阻器的伏安特性曲线：电阻器的伏安特性曲线呈现出线性关系，即电流与电压之间成正比。

这是因为电阻器的电流和电压之间满足欧姆定律。

三、伏安特性曲线的应用伏安特性曲线在电子器件的设计和应用中起着重要作用。

以下是伏安特性曲线的一些应用：1. 设计电路：通过研究伏安特性曲线，可以确定电子器件的工作区域，帮助设计出合适的电路。

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。

发光二极管的伏安特曲线发光二极管（LED）是一种半导体器件，其伏安特（V-I）曲线是描述其电流与电压之间关系的曲线。

由于LED的特殊结构和材料，它的V-I曲线具有许多独特的特征。

本文将介绍发光二极管的V-I曲线、其特点以及如何使用它。

1. 发光二极管的基本结构和原理一个标准的LED由一个n型半导体和一个p型半导体组成。

其中n型半导体中的电子和p型半导体中的空穴在结界面处相遇并结合成激子（复合电子或复合空穴）。

这种复合释放出能量，一部分通过声子散射转化为热能，另一部分则以光子形式辐射出来，从而实现发光。

电流在LED中的流动通过注入电子和空穴实现，n型半导体中自由电子的密度比p型半导体中的空穴密度高，当在两个半导体之间加上外电压时，电子和空穴将被注入LED中，并在结界面处发生复合。

在LED正向偏压下，大量的电子与空穴在结界面内相遇，形成复合激子，并进一步形成光子并导致LED的发光。

LED的V-I曲线具有许多独特的特征。

下面是一些可能与LED V-I曲线有关的特点：（1）具有正向启动电压在LED正向偏置时，必须达到一定的电压才能促使电子和空穴结合，并产生光子。

这个电压被称为LED的正向启动电压。

通常，正向启动电压在1.8V到3.0V之间，并且取决于LED的颜色和材料。

（2）电流的线性响应一般情况下，LED的V-I曲线是近似于线性的。

这意味着，LED的电流响应近似于输入电压或电流，因此可以将LED视为一个具有线性响应的电阻。

（3）具有温度依赖性LED的发光效率和正向启动电压通常随温度升高而下降。

这是因为随着温度升高，复合激子和电子空穴的散射强烈程度增加，从而减少能够发射出光子的数量。

（4）有反向电导当电压增加到LED负向偏置时，反向电流是非常小的，通常在几毫安以下。

但是，当反向偏压接近LED的破坏电压时，反向电流会急剧增加，这可能会导致LED破坏。

3. 使用发光二极管的V-I曲线LED的V-I曲线是非常有用的，可用于设计和控制电路中的LED。

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。

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。

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
Ｐ
：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。

调
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：。

二极管的伏安特性及主要参数 - 电子元器件1、伏安特性表达式二极管是一个非线性器件，其伏安特性的数学表达式为当，且时，；当，且时，。

在室温下，。

由此可看出二极管具有单向导电的特性。

2、伏安特性曲线二极管的伏安特性曲线如图1所示。

图 1 二极管的伏安特性曲线正向特性：小于死区电压（硅管是0.5V，锗管是0.1V）时，。

正向部分的开头阶段电流增加的比较慢。

在电流比较大时，二极管两端的电压随电流变化很小，称为导通电压（硅管：0.7V，锗管：0.3V）。

反向特性：当反向电压，且小于时，，反向饱和电流很小。

当反向电压的确定值达到后，反向电流会突然增大，二极管反向击穿。

击穿后，当反向电流在很大范围内变化时，二极管两端的电压几乎不变，击穿后的反向特性有稳压性。

击穿电压低于4伏的击穿主要是齐纳击穿；击穿电压大于6伏的击穿为雪崩击穿；击穿电压介于4伏与6伏之间时，两种击穿都可能发生，也可能同时发生。

二极管发生反向击穿时，假如回路中的限流电阻能将反向电流限制在允许的范围内，二极管不会损坏。

当反向电压降低后，管子仍可以恢复到原来的状态，这就是电击穿。

假如限流电阻太小，使反向电流超过其允许值，则二极管会发生热击穿，造成永久性损坏。

3、温度对二极管特性的影响温度上升时，二极管的正向伏安特性曲线左移，正向压降减小；温度每上升1℃，正向电压降将降低2~2.5mV。

二极管的反向饱和电流也随温度的转变而转变，当温度每上升10 ℃左右时，反向饱和电流将将增大一倍。

击穿电压也受温度的影响，击穿电压小于4伏时，有负的温度系数；击穿电压大于6伏时，有正的温度系数；击穿电压介于4伏与6伏之间时，温度系数较小。

4、主要参数二极管的主要参数有：①额定整流电流IF ；②反向击穿电压U(BR)；③最高允许反向工作电压UR；④反向电流IR；⑤正向电压降UF；⑥最高工作频率fM。

伏安发测二极管的特性实验目的1．掌握测量伏安特性的方法2．了解二极管的伏安特性3．掌握分压器和限流器的使用方法实验仪器稳压电源、检流计、电流表、电压表、滑线变阻器、电阻箱、电键、待测二极管实验原理1．伏安特性曲线当一个元件两端加上电压，元件内有电流通过时，电压与电流之比称为该元件的电阻，若一个元件两端的电压与通过它的电流成比例，则伏安特性曲线为一条直线，这类元件称为线性元件。

若元件两端的电压与通过它的电流不成比例，则伏安特性曲线不再是直线，而是一条曲线，这类元件称为非线性元件。

二极管就是一种非线性元件，二极管伏安特性曲线上各点的电压和电流的比值并不是一个常量。

显然，此时说这个元件的阻值是多少意义是不明确的，只有电压和电流均为确定值时，才有确定的意义。

或者说，任何一个阻值都不能表明这个元件的电阻特性。

故一般均用伏安特性曲线来反映非线性电阻元件的这种特性。

二极管的伏安特性曲线可用图（一）所示特性曲线来描绘。

2．二极管伏安特性的测定用伏安法测量二极管的特性可采用图（二）所示的线路，当检流计G 指图（一） 二极管伏安特性曲线图（二）二极管正向特性测试线路零时，电压表V指示着二极管两端的正向电压值，电流表A指示着流过二极管的正向电流。

R0为限流器（即电阻箱），改变电阻箱的阻值可改变正向电流值。

R1为限流器，R2为分压器，改变R1和R2可输出不同的电压值，并由电压表指示，目的是与二极管两端的电压进行比较，如果G指示为零，电压表指示值就是二极管端压U。

通常R1值越大，可测量的U越小，R1值很小甚至为零，可测量较大的U值。

此外R1的微小调节可使电压表V指示值（即输出电压值）有微小的变化，常称为电压微调电阻。

如果将稳压电源E的极性反向连接，按上述相同方法测量，也可得到表征二极管的反向特性。

实验内容1．按图（二）接好线路。

并预置R0为最大值，R1为最大值，R2的输出为零。

电表的量限选择要适当，注意电表的极性！2．经教师检查线路后，接通电源，缓慢增加电压，使电压U从0.1V～0.7V(在电流变化大的地方，电压间隔应取小些)读出相应的电流值。