测量二极管正向伏安特性

电学元件的伏安特性测量实验报告电学元件的伏安特性测量实验报告引言：电学元件的伏安特性是电子工程领域中一个重要的实验内容。

通过测量电流与电压之间的关系，可以了解元件的性能和特点。

本实验报告将介绍伏安特性测量实验的目的、原理、实验过程和结果分析。

一、实验目的本实验的主要目的是通过测量电阻、二极管和电容的伏安特性曲线，掌握这些电学元件的基本特性，并加深对电路中电流和电压之间关系的理解。

二、实验原理1. 电阻的伏安特性测量电阻是一个线性元件，其伏安特性曲线为一条直线，斜率为电阻值。

实验中，通过改变电阻上的电压，测量通过电阻的电流，然后根据欧姆定律计算电阻值。

2. 二极管的伏安特性测量二极管是一个非线性元件，其伏安特性曲线为一条指数曲线。

实验中，通过改变二极管的电压，测量通过二极管的电流。

由于二极管的正向电压与正向电流之间存在指数关系，因此需要在实验中选择适当的电压范围，以保证测量数据的准确性。

3. 电容的伏安特性测量电容是一个存储电荷的元件，其伏安特性曲线为一条斜率逐渐变小的曲线。

实验中，通过改变电容器两端的电压，测量电容器充电和放电的电流。

根据电容器的充放电过程，可以得到电容器的伏安特性曲线。

三、实验过程1. 电阻的伏安特性测量a. 搭建电路：将电阻与电压源和电流表连接，保证电路的稳定性。

b. 调节电压源的电压，并记录电流表的读数。

c. 重复步骤b，改变电压源的电压，测量不同电压下的电流值。

d. 根据欧姆定律，计算电阻的值。

2. 二极管的伏安特性测量a. 搭建电路：将二极管与电压源和电流表连接，保证电路的稳定性。

b. 调节电压源的电压，并记录电流表的读数。

c. 重复步骤b，改变电压源的电压，测量不同电压下的电流值。

d. 根据测量数据，绘制二极管的伏安特性曲线。

3. 电容的伏安特性测量a. 搭建电路：将电容器与电压源和电流表连接，保证电路的稳定性。

b. 调节电压源的电压，并记录电流表的读数。

c. 重复步骤b，改变电压源的电压，测量不同电压下的电流值。

实验4 二极管伏安特性曲线的测量
一．实验目的
学会用万用表在面包板上测量二极管的电压和电流
学会用信号发生器为二极管输入信号以及用示波器对信号进行测量二．实验设备
直流电压源（5v）
示波器（RIGOL DS105VE）
函数信号发生器（EE1640C 中文版）
数字万用表（VC890D）
100Ω电阻
电位器
三．实验过程
1.先用万用表检验电位器的好坏
2.用万用表检验二极管的好坏并找出二极管的正负极
3.在面包板上搭建实验电路
4.调节电位器，分别测出电压和电流
四．实验电路及数据
电压（V）0 0.15 0.24 0.38 0.52 0.59 0.62 0.63 电流（mA）00 0 0.03 0.5 2.8 4.0 7.2
五．二极管单项导通性的验证
1.按图连接好电路
2.打开示波器输入正弦信号
3.在示波器上观察波形并记录
Vpp（V）Vmax（V）Vmin（V）频率（hz）CH1 3.02 +1.54 -1.48 1000 CH2 1.46 0 -1.46 1000
六．实验总结
1.检查电位器时观察电位器转动时示数是否均匀变化，否则电位器是无效的
2.测量一组电压后及时测量电流
3.在电流电压的测量切换间注意万用表表头和档位的切换。

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。

非线性元件伏安特性的测量
——二极管正向伏安特性测量
一、实验目的
研究非线性元件伏安特性,对二极管正向伏安特性测量
二、实验仪器
整流二极管(1N4007、数字万用表2个、DH-VC1直流恒压源恒流源、变阻器、开关、导线若干,九孔插排等。

数字万用表2个, 三、实验原理
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(多数载流子导电,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
近二极管导通电压时(锗管为0.2V 左右,硅管为 0.7V 左右,电流急剧增加,二极管导通后,电压的少许变化,电流的变化都很大。

四、实验内容及步骤
⒈如图所示接好电路
⒉调节滑动变阻器,测量二极管在指定电压下电流表的读数,记录在表格中。

⒊画出伏安特性曲线
五、实验数据 1 2 3 4 5 6 7 8 U(v 0.20 0.40 0.50 0.55 0.60 0.65 0.68 0.69 I (mA
0.00
0.01 0.17 0.27 0.86 2.61 5.15 6.45
六、实验数据处理
七、实验结果
由上图分析,对二极管施加正向偏置电压时,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二极管导通电压时,电流急剧增加,二极管导通后,电压的少许变化,电流的变化都很大。

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。

非线性元件伏安特性实验非线性元件伏安特性的测量【目的要求】1(掌握非线性元件伏安特性的测量方法、基本电路。

2(掌握二极管、稳压二极管、发光二极管的基本特性。

准确测量其正向导通阈值电压。

3(画出以上三种元件的伏安特性曲线。

【实验仪器】非线性元件伏安特性实验仪。

仪器由直流稳压电源、数字电压表、数字电流表、多圈可变电阻器、普通二极管、稳压二极管、发光二极管、钨丝灯泡等组成。

【实验原理】1.伏安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。

这种研究元件电学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。

有些元件伏安特性除了与电压、电流有关，还与某一物理量的变化呈规律性变化，例如温度、光照度、磁场强度等，这就是各种物理量的传感元件，本实验不研究此类变化。

根据欧姆定律，电阻R、电压U、电流I,有如下关系:(1) R,UI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。

但非线性元件的R是一个变量，因此分析它的阻值必须指出其工作电压(或电流)。

非线性元件的电阻有两种方法表示，一种称为静态电阻(或称为直流电阻)，用RD表示;另一种称为动态电阻用rD表示，它等于工作点附近的电压改变量与电流改变量之比。

动态电阻可通过伏安曲线求出，如图1所示，图中Q点的静态电阻RD=UQ/IQ,动态电阻rD=dUQ/dIQ图1动态电阻表示图测量伏安特性时，受电压表、电流表内阻接入影响会引入一定的系统误差，由于数字式电压表内阻很高、数字式电流表内阻很小，在测量低、中值电阻时引入系统误差较小，本实验将其忽略不计。

2.半导体二极管半导体二极管是一种常用的非线性元件,由P型、N型半导体材料制成PN结，经欧姆接触引出电极，封装而成。

实验报告-发光二极管伏安曲线测量(完成版)实验目的：掌握发光二极管伏安特性测量的方法，熟悉发光二极管的性能参数，了解发光二极管的基本工作原理及应用；实验器材：发光二极管、数字万用表、可调直流稳压电源、电阻箱、拨码开关等；实验原理：发光二极管是一种半导体发光器件，具有导电性和较高的发光效率。

它是由P型半导体和N型半导体材料组成，电流流过PN结时，会产生光电效应，从而实现发光。

发光二极管的性能参数包括：最大允许反向电压、正向电压、正向电流、发光亮度等。

发光二极管的工作电路分为两种：直流工作电路和交流工作电路。

发光二极管伏安特性曲线的测量方法是：利用电压表和电流表对发光二极管进行正反向电压、电流的测量。

测量曲线的斜率即为发光二极管的串联电阻。

实验中首先应选用恰当的电流和电压测量范围，以免对发光二极管造成损坏。

实验操作步骤：1. 确认实验器材2. 连接电路将发光二极管、电阻箱、数字万用表、可调直流稳压电源等器材按照电路图连接好，注意正负极的连接，可调直流稳压电源的输出维持在约2V以下。

3. 测量正向电压电流特性曲线通过电压调节开关，记录正向电流电压特性曲线，将可调直流稳压电源的输出电压逐渐加大，记录相应的电流和电压测量数据。

5. 计算发光二极管特性参数根据测量数据计算发光二极管的特性参数，包括正向电压、最大允许反向电压、正向电流、发光强度、串联电阻等。

6. 实验总结实验注意事项:1. 实验时应遵守实验室安全规定，注意用电安全。

2. 确认电路连线正确，避免短路或接反。

3. 在选择电流电压范围时，应注意不要超过发光二极管的最大允许电流或最大允许电压。

4. 实验结束后，应将实验器材清洗归位，保持实验环境整洁。

实验八伏安法测电阻及二极管的特性根据欧姆定律，如果测出电阻两端的电压U及通过电阻的电流I，则可计算出电阻值R (R = U / I )。

这种测量电阻的方法称伏-安法。

伏安法原理简单，测量方便，但由于电压表和电流表内阻的影响，往往给测量结果带来明显的系统误差，为减少测量误差，必须在实验中选择适当的实验方法和合适的仪器。

一、实验目的：1、掌握测量电学元件伏安特性的基本方法(伏安法)及误差估算；2、测绘元件电阻和二极管的正向伏安特性曲线。

3、学会“DH6101型电阻元件V-A特性实验仪”的使用方法。

二、实验仪器：DH6101型电阻元件V-A特性实验仪。

三、实验原理：1. 伏-安法测线性元件电阻伏-安法测电阻的原理如图1和图2所示，用电表测得电阻的电压、电流后，通过欧姆定律R = U/ I ，即可计算出电阻值。

伏-安法测电阻有电流表外接和电流表内接两种接线方法。

由于电表内阻的影响，不论采用哪一种接法总存在方法误差，但经修正后都可获得正确结果。

①电流表外接法图1为电流表外接法。

在外接法中，电压表和待测电阻Rx并联后再与电流表串联，故电压表指示值就是Rx上的电压Vx；而电流表的指示值I却包含了通过电压表的电流I V ，即：U = Ux I = Ix + I V若用R V 表示电压表的内阻，则11(Vx V x R R U I I I +=+= a.理论值:求解上式得：用外接法测电阻得理论值（实际值）VX R UI U R −= b.实验值:而用外接法测得电阻实验值为 IUR =，故测量值R 小于实际值X R 。

c.外接法引入的误差：测量的相对误差为 V VV X X R RR U I U I UR U I U R R R =−−−=−因此，只有当x V R R >>时才可以用外接法。

②电流表内接法图2为电流表内接法。

内接法中电流表和待测电阻Rx 串联后与电压表并联。

故电流表指示值等于通过Rx 的电流Ix ；而电压表的指示值U 却包含了电流表上的电压降U A 。