二极管伏安特性曲线的研究

二极管的伏安特性曲线实验报告实验报告实验名称：二极管的伏安特性曲线实验实验目的：1. 理解半导体材料的特性2. 理解二极管的基本结构和工作原理3. 掌握二极管的伏安特性曲线及其应用实验原理：二极管是一种半导体元器件，由p型半导体和n型半导体构成。

p型半导体具有正电荷载流子（空穴），n型半导体具有负电荷载流子（电子）。

当p型半导体接触n型半导体时，形成p-n结，随着外加正向电压的增加，p-n结区域中的空穴和电子被推向p区和n区，p-n结中的电阻变小，形成导通状态；当外加反向电压增加时，p-n结中的电阻增大，形成截止状态。

实验步骤：1. 将二极管连接在电路实验板上，通过万用表测量二极管的端子正向电压和反向电压；2. 在电源电压恒定条件下，分别改变二极管的正向电压和反向电压，记录相应的电路电流值；3. 根据实验数据，绘制二极管的伏安特性曲线图。

实验结果：通过实验数据，绘制出了二极管的伏安特性曲线，曲线呈现出明显的“S”型。

当正向电压为0.6-0.7V时，二极管开始导通，电路电流急剧增加；反向电压逐渐增加时，电路电流基本保持稳定。

二极管的正向导通电压和反向击穿电压分别为0.6-0.7V和80-100V。

实验分析：由伏安特性曲线可知，当二极管处于正向电压时，p-n结中的空穴和电子呈现出向前方向移动的趋势，形成电流；而当二极管处于反向电压时，p-n结中的电费载流子被压缩，在p-n结中形成尖锐的电场，电子与空穴受到强烈的吸引而向内流动，从而产生少量的逆向电流。

实验结论：通过本次实验，我们得到了二极管的伏安特性曲线图，理解并掌握了二极管的基本结构和工作原理，这对我们深入理解半导体材料和电子元器件的特性及其应用具有重要意义。

XXXXXX大学物理设计性实验测定稳压二极管的伏安特性曲线设计报告姓名：XX学号：2009XXXX专业：XXXXX班级：XXXX学院：XXXXXX指导老师：XXX2010年12月9日一、题目选择电路中二极管的应用比比皆是，有整流二极管、开关元件、限幅元件、继流二极管、变容二极管、稳压二极管等多种类型。

为了进一步了解二极管的工作原理，首先要了解它们的伏安特性曲线。

本实验通过对二极管伏安特性曲线的测定，了解二极管的单向导电性的实质。

二、实验原理1、原理及基础知识二极管是常见的非线性元件，其伏安特性曲线如图所示：当对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，而当正向偏压增到接近二极管的导通电压，电流明显变化。

在导通后，电压变化少许，电流就会急剧变化。

当加反向偏置电压时，二极管处于截止状态，但不是完全没有电流，而是有很小的反向电流。

该反向电流随反向偏置电压增加得很慢，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。

2、通过对二极管不同电压下电流的测定，得出一系列电压和电流的数值，在坐标纸上作出U-I曲线,从而得出二极管的伏安特性曲线，进一步形象的认识二极管的单向导电性。

由此分析可知，能够达到精度、范围、功能的要求。

3、可行性分析运用所学过的电学实验的基础知识（电桥法测电阻、伏安法测电阻等），采用实验室已有的电学实验元器件（直流电源、电压表、电流表、滑线变阻器等），设计出一个测定二极管伏安特性曲线的电路。

通过对实验电路的控制，得出一系列电压和电流值，从而绘制二极管的伏安特性曲线。

三、方案设计测定非线性电阻可采用伏安法、电桥法、电势差计法、非平衡电桥法等，现对伏安法、非平衡电桥法进行介绍，进行比较之后选用一种合适的方法来测定二级管的伏安特性曲线。

1、 伏安法伏安法测二极管的伏安特性曲线，测量电路图如图所示：图（a ）是测定二极管正向导通状态的伏安特性曲线的电路。

二极管伏安特性曲线的理论分析
二极管伏安特性曲线是指二极管在不同的电流和电压条件下的特性曲线，它可以反映出二极管的工作特性。

首先，我们来看一下二极管伏安特性曲线的基本结构。

二极管伏安特性曲线的基本结构是一条从左上角到右下角的抛物线，其中左上角的点代表二极管的开关状态，右下角的点代表二极管的饱和状态。

接下来，我们来看一下二极管伏安特性曲线的理论分析。

二极管伏安特性曲线的理论分析是基于二极管的物理结构和工作原理，以及电路中的电压和电流的变化。

首先，我们来看一下二极管的物理结构和工作原理。

二极管是一种由两个半导体层组成的电子器件，其中一个半导体层是N 型半导体，另一个半导体层是P型半导体。

N型半导体层和P 型半导体层之间形成了一个受控的电子通道，当电压施加到N 型半导体层和P型半导体层之间时，电子通道就会打开，从而使电流流过。

其次，我们来看一下电路中电压和电流的变化。

当电压施加到N型半导体层和P型半导体层之间时，电流会随着电压的增加而增加，但是当电压超过一定的阈值时，电流就会达到饱和状态，此时电流不再随着电压的增加而增加。

最后，我们来看一下二极管伏安特性曲线的理论分析。

根据二极管的物理结构和工作原理，以及电路中电压和电流的变化，我们可以得出二极管伏安特性曲线的理论分析：当电压施加到N型半导体层和P型半导体层之间时，电流会随着电压的增加而增加，但是当电压超过一定的阈值时，电流就会达到饱和状态，此时电流不再随着电压的增加而增加，从而形成了从左上角到右下角的抛物线形的二极管伏安特性曲线。

以上就是二极管伏安特性曲线的理论分析，它可以反映出二极管的工作特性，为电子工程师提供了重要的参考依据。

二极管伏安特性曲线和示波器观察法实验报告实验目的本次实验的主要目的是通过测量二极管的伏安特性曲线，学习和了解二极管的正向和反向特性，以及学习使用示波器观察和测量电路中的电压和电流信号。

实验原理二极管的伏安特性曲线二极管是一种非线性元件，其伏安特性曲线可以用来描述二极管在不同电压和电流下的工作状态。

二极管通常具有两种工作状态：正向偏置和反向偏置。

正向偏置：当二极管的正端连接到高电位，负端连接到低电位时，称为正向偏置。

在正向偏置状态下，二极管的开启电压为正向并呈指数增长的特性。

反向偏置：当二极管的正端连接到低电位，负端连接到高电位时，称为反向偏置。

在反向偏置状态下，二极管的电压通常为零或负值，电流也会很小。

通过实验，我们可以绘制二极管的伏安特性曲线图，从而更好地了解二极管在不同工作状态下的特性。

示波器的原理和用法示波器是一种用于观察和测量电路中电压和电流信号的仪器。

它通过将电信号转换为可视化的波形图来帮助我们分析和理解信号的特性。

示波器通常由电子束发生器、水平和垂直扫描发生器、延时部件和显示屏等组成。

在使用示波器时，我们可以调整垂直和水平扫描发生器的参数以获得所需的波形。

实验步骤1.准备实验所需材料和设备，包括二极管、电源、电阻和示波器等。

2.搭建电路：将二极管连接在电路中，正极连接到电源的正极，负极连接到电阻的一端，另一端再连接到电源的负极。

3.调整显示屏：调整示波器的垂直和水平扫描发生器，以便能够清晰地显示电压和电流的波形。

4.开启电源，并逐渐增加电压，观察二极管的伏安特性曲线，记录数据。

5.将电压逐渐减小，观察反向偏置下的二极管特性，并记录数据。

6.分析数据：根据实验数据，绘制二极管的伏安特性曲线图，并对曲线进行分析和解释。

实验结果与分析经过实验测量和数据分析，我们得到了二极管的伏安特性曲线图。

根据曲线图，我们可以清晰地观察到二极管在正向偏置和反向偏置下的不同特性。

在正向偏置下，随着电压的增加，二极管的电流呈指数增长的趋势。

二极管伏安特性曲线的研究贵州师范大学2021级模拟电子技术基础二极管伏安特性曲线的研究2021级电子信息科学与技术第十组 2021/8/25指导老师：王麒实验目的用Mutisim软件研究二极管的伏安特性，并得出二极管的伏安特性曲线实验原理通过设计电路模拟出对二极管施加正向电压或反向电压的情况，从而得到测量的特殊点将二极管的正向及反向特性描述出来。

实验电路电路如下图所示模拟后的现象（正向施加电压）更改试验参数后可得到如图的图像模拟后的现象（正向施加电压）模拟后的现象（反向施加电压）实验现象（1）对二级管正向施加电压时，刚开始的时候电流随电压的变化很小，而随着电压的逐渐增大到某个值时，电流急剧增加，且近似按指数形式增加；（2）对二级管反向施加电压时，刚开始的时候电流无变化，而当电压增加到某个值时，电流急剧增加。

现象分析（1）当外加正向电压时，随着电压U的逐渐增加，电流I也增加。

但在开始的一段，由于外加电压很低，外电场不能克服PN结的内电场，半导体中的多数载流子不能顺利通过阻挡层，所以这时的正向电流极小，当外加电压超过死区电压以后，外电场强于PN结的内电场，多数载流子大量通过阻挡层，使正向电流随电压很快增长；（2）当外加反向电压时，所加的反向电压加强了内电场对多数载流子的阻挡，所以二极管中几乎没有电流通过。

但是这时的外电场能促使少数载流子漂移，所以少数载流子形成很小的反向电流。

由于少数载流子数量有限，只要加不大的反向电压就可以使全部少数载流子越过PN结而形成反向饱和电流，继续升高反向电压时反向电流几乎不再增大。

当反向电压增大到某一值以后，反向电流会突然增大，这时二极管失去单向导电性。

感谢您的阅读，祝您生活愉快。

二极管伏安特性曲线实验报告实验名称：二极管伏安特性曲线实验报告实验目的：通过对二极管的伏安特性进行测量，了解二极管的基本特性和工作原理。

实验器材：二极管、直流电源、万用表、电阻箱实验原理：二极管是一种半导体元件，具有单向导电性。

二极管正向导通电压较低，反向击穿电压较高。

在正向电压下，二极管两端间的电流与电压之间的关系可以用伏安特性曲线表示。

伏安特性曲线是指在不同电流下，二极管正向电压与两端电压之间的关系。

实验步骤：1. 将二极管连接在直流电源的正极与万用表的红色表笔之间，将直流电源的负极与万用表的黑色表笔之间连接一个小电阻，相当于串联一个电阻作为二极管的负载。

2. 通过调节直流电源的输出电压，从 0V 开始逐渐增加正向电压，每增加 0.1V 记录一组电压和电流数值，直到二极管正向电流较大时停止测量。

3. 将直流电源的极性反向，继续测量二极管反向电压下的电流和电压数值。

实验结果：正向电流（mA）正向电压（V）反向电流（uA）反向电压（V）0 0.00 0 0.000.2 0.10 0 0.101.0 0.20 0 0.205.0 0.30 0 0.3010.0 0.40 0 0.4030.0 0.50 0 0.5050.0 0.60 0 0.6070.0 0.70 0 0.7080.0 0.80 0 0.8090.0 0.90 0 0.90100.0 1.00 2.5 1.00150.0 1.10 27.1 1.10200.0 1.20 204.3 1.20250.0 1.30 614.7 1.30300.0 1.40 3485.8 1.40350.0 1.50 22382.9 1.50实验分析：根据伏安特性曲线，当二极管正向电压超过其正向击穿电压时，电流会急剧增加。

在正向电流较小时，正向电压与电流呈线性关系。

但当正向电流达到一定值时，二极管会进入饱和状态，使电流增加速度变慢，且电压变化范围也会明显缩小。

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。

二极管伏安特性曲线测量实验报告二极管伏安特性曲线测量实验报告一、实验题目：二极管伏安特性曲线测量二、实验目的：1、先搭接一个调压电路，实现电压1-5V连续可调2、在面包板上搭接一个测量二极管伏安特性曲线的电路3、测量二极管正向和反向的伏安特性，将所测的电流和电压列表记录好。

4、用e_cel或matlab画二极管的伏安特性曲线三、实验摘要：1、在面包板上搭接一个测量二极管伏安特性曲线的电路2、测量二极管正向和反向的伏安特性，将所测的电流和电压列表记录好四、实验仪器：1、示波器2、函数发生器3、数字万用表4、面包板，稳压二极管，100欧电阻，电位器，导线，可调直流电压源五、实验原理：示波器是可以直接观察电信号的波形的一种用途广泛的电子测量仪器，可以测电压的大小、信号的周期、相位差等。

一切可以转化为电压的电学量和非电学量，都可以用示波器来观察和测量。

设计一个测量二极管两端电压和电流的电路。

通过万用表测量出数据，画出伏安特性曲线并验证。

用函数信号发生器产生一个信号，测量二极管两端的信号。

原理图：六、实验步骤及数据为防止电流过高烧毁电路，使用了一个100欧姆的保护电阻。

用万用表测量不同阻值下二极管两端的电压和通过二极管的电流值，观察并记录数据。

为保证精确度，多测量几组数据绘制的二极管伏安特性曲线：用函数信号发生器产生一个信号，加在保护电阻和二极管两端，在示波器的CH1通道显示输入信号的波形。

原理图：波形图：七、实验总结：刚开始接的时候不知道是原件问题还是线路问题还是什么，用万用表测电压时一直没有示数，在面包板上拆了又装了好久都还是不行，这里就浪费了好多时间，最后换了面包板又换了原件换了电源才终于测了出来。

所以在装电路的时候一定要细心还有要弄清原理图的工作原理才能真正做好一个实验。

还有本实验在测电流时记得先将电阻断开再用万用表测，以免烧表。

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。

二极管的伏安特性实验报告二极管的伏安特性实验报告引言：二极管是一种常见的电子元件，具有非常重要的应用价值。

它是一种具有单向导电性的电子器件，能够将电流限制在一个方向上流动。

本实验旨在通过测量二极管在不同电压下的电流变化，探究其伏安特性，并分析其在电子设备中的应用。

实验装置：本实验所需的装置主要包括：二极管、直流电源、电阻、万用表等。

实验过程：1. 首先，将二极管与直流电源和电阻连接起来，组成一个电路。

2. 调节直流电源的电压，从0V开始逐渐增加，每次增加一个固定的电压值。

3. 在每个电压值下，使用万用表测量二极管的电流，并记录下来。

4. 根据测得的电压和电流数据，绘制伏安特性曲线图。

实验结果：根据实验数据绘制的伏安特性曲线图显示，二极管的伏安特性呈现出明显的非线性特性。

在正向偏置时，电流随着电压的增加而迅速增大；而在反向偏置时，电流保持在一个极低的水平上。

讨论与分析：1. 正向偏置时，二极管的导通特性使得电流能够顺利通过。

当电压增加到二极管的正向压降（正向电压）时，电流急剧增加，呈指数增长。

这是由于二极管内部的PN结在正向偏置下形成了导电通道，电流能够自由地流动。

这种特性使得二极管在电子设备中广泛应用于整流、放大、开关等电路中。

2. 反向偏置时，二极管的导通特性被阻断，电流无法通过。

在反向电压下，二极管的电流仅仅是由于少量的载流子扩散而产生的，因此电流非常微弱。

这种反向电流被称为反向饱和电流。

反向偏置使得二极管具有了单向导电性，可以用于保护电路免受反向电压的损害。

3. 二极管的伏安特性曲线图中，还可以观察到一个重要的参数——二极管的截止电压。

截止电压是指当二极管的电压低于一定值时，电流基本上为零。

截止电压是二极管的重要参数之一，它决定了二极管在电路中的工作状态和特性。

结论：通过本次实验，我们深入了解了二极管的伏安特性及其在电子设备中的应用。

二极管具有单向导电性，能够将电流限制在一个方向上流动。

它在正向偏置下具有导通特性，在反向偏置下具有阻断特性。

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实验报告一、实验目的1、深入理解二极管的单向导电性。

2、掌握测量二极管伏安特性曲线的方法。

3、了解二极管伏安特性曲线的特点及其影响因素。

二、实验原理二极管是一种由 P 型半导体和 N 型半导体组成的电子元件，具有单向导电性。

当二极管正向偏置时（P 区接高电位，N 区接低电位），电流容易通过；反向偏置时（P 区接低电位，N 区接高电位），电流极小。

二极管的伏安特性方程为：＼I ＝ I_S （e^｛＼frac{U}｛nV_T}｝ 1)＼其中，＼（I\）是通过二极管的电流，＼（I_S\）是反向饱和电流，＼（U\）是二极管两端的电压，＼（n\）是发射系数，＼（V_T\）是温度的电压当量（约为 26 mV，在室温下）。

在正向偏置时，随着电压的增加，电流迅速增大；在反向偏置时，只有很小的反向饱和电流，当反向电压达到一定值（反向击穿电压）时，二极管被击穿，电流急剧增加。

三、实验仪器1、直流电源2、电压表（量程：0 20 V）3、电流表（量程：0 100 mA）4、电阻箱5、二极管6、导线若干四、实验步骤1、按照实验电路图连接好电路。

将二极管、电阻箱、电流表和直流电源串联，电压表并联在二极管两端。

2、调节直流电源，使输出电压为 0 V。

然后逐渐增加电压，每次增加 01 V，记录相应的电流值，直到电压达到 10 V 左右（正向偏置）。

3、接着，将电源极性反转，使二极管反向偏置。

从 0 V 开始逐渐增加反向电压，每次增加 1 V，记录对应的电流值，直到反向电压达到20 V 左右。

4、在实验过程中，要注意电流表和电压表的量程选择，避免超过量程损坏仪器。

五、实验数据记录与处理1、正向特性数据｜电压（V）｜ 00 ｜ 01 ｜ 02 ｜ 03 ｜ 04 ｜ 05 ｜ 06 ｜ 07 ｜08 ｜ 09 ｜ 10 ｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜电流（mA）｜ 000 ｜ 015 ｜ 050 ｜ 120 ｜ 250 ｜ 500 ｜ 850 ｜1500 ｜ 2200 ｜ 3000 ｜ 4000 ｜2、反向特性数据｜电压（V）｜ 00 ｜ 10 ｜ 20 ｜ 30 ｜ 40 ｜ 50 ｜ 60 ｜ 70 ｜80 ｜ 90 ｜ 100 ｜ 110 ｜ 120 ｜ 130 ｜ 140 ｜ 150 ｜ 160 ｜170 ｜ 180 ｜ 190 ｜ 200 ｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜电流（μA）｜ 000 ｜ 010 ｜ 020 ｜ 030 ｜ 050 ｜ 080 ｜ 120 ｜180 ｜ 250 ｜ 350 ｜ 500 ｜ 700 ｜ 1000 ｜ 1500 ｜ 2000 ｜ 2500 ｜3000 ｜ 3500 ｜ 4000 ｜ 4500 ｜ 5000 ｜3、绘制伏安特性曲线以电压为横坐标，电流为纵坐标，分别绘制出二极管的正向和反向伏安特性曲线。

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测量实验报告
二极管伏安特性曲线测量实验是衡量并分析二极管运放特性的一种重要方式，本实验
旨在观察和测量二极管运放原理工作性质，探究一极管伏安特性曲线，测量有源阻抗及输
出特性，并不断改进电路设计，达到理想的电路特性。

实验过程：
1、准备实验设备：万用表、恒流源、可调电阻、电容、Power控制仪、二极管。

2、根据实验报告要求使用万用表调节可调电阻的电阻值，并使用恒流源将合适的电
流流入二极管。

3、进行实验，将二极管的输入和输出特性记录下来，并绘制出二极管伏安特性曲线，分析其特性。

4、修改电路，将实验结果与理论值对比，进行性能指标的比较，确定电路的优劣，
并不断改进电路设计，最终达到理想的电路特性。

本次实验测量了二极管伏安特性曲线，从实验结果可以看出，随着施加偏压的增加，
二极管控制区渐渐变大，放大系数逐渐增大，电路稳定性和可靠性也提高，功耗较低，噪
声低无失真，符合要求，可实现正常工作、放大及信号处理等功能。

实验可视化表明，原
理性能良好，各指标符合设计要求，将有助于更好更准确地测量电路特性，改进电路的设计，提高电路性能。

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。

【实验题目】发光二极管的伏安特性【实验记录】1．实验仪器2．绿色发光二极管正向伏安特性测量数据记录表3．绿色发光二极管正向伏安特性测量数据记录表4．蓝色发光二极管正向伏安特性测量数据记录表5．电表内阻测量：AR = Ω（30mA ） V R = 6000Ω（6V ）【数据处理】在同一坐标系中作出红、绿、蓝发光二极管的伏安特性曲线。

对比红、绿、蓝三种发光二极管的伏安特性曲线，定性判断其导通电压的大小。

发光二极管的伏安特性曲线导通电压：U红= U绿= U蓝=【总结与讨论】由实验和二极管的伏安特性曲线图可知，开始时，发光二极管的电流随着电压的增大没有明显变化，发光二极管也不发光。

直到电压大于某个值，即导通电压后，电流随电压的变化呈线性增加。

对比三种发光二极管可发现红色发光二极管的导通电压最大，增长最快。

绿光和蓝光二极管的导通电压大小接近,但绿色发光二级管的导通电压微小于蓝色发光二级管的导通电压。

【复习思考题】发光二极管有哪些应用试举一两例并介绍其工作原理。

答：发光二极管具有耗能低，体积小寿命长等优点。

LED被广泛用于种电子仪器和电子设备中，可作为电源指示灯、电平指示或微光源之用。

红外发光管常被用于电视机、录像机等的遥控器中。

(1)利用高亮度或超高亮度发光二极管制作微型手电的电路如图所示。

图中电阻R限流电阻，其值应保证电源电压最高时应使LED的电流小于最大允许电流IFm。

(2)单LED电平指示电路。

在放大器、振荡器或脉冲数字电路的输出端，可用LED表示输出信号是否正常，如图所示。

R为限流电阻。

只有当输出电压大于LED的阈值电压时，LED才可能发光。

(3)单LED可充作低压稳压管用。

由于LED正向导通后，电流随电压变化非常快，具有普通稳压管稳压特性。

发光二极管的稳定电压在～3V间，应根据需要进行选择VF，如图所示。

报告成绩（满分30分）：指导教师签名：日期：。

1§4.4 用伏安法测定二极管的特性曲线目的1．掌握分压器和限流器的使用方法； 2．用伏安法研究非线性元件的特性； 3．学会设计电路并能正确选择测量仪器. 设计要求1．写出设计公式及实验仪器; 2．画出测量线路3．测量二极管的正向伏安特性曲线；4．用线性回归的方法求二极管电流的经验公式)1(-=d aV e D e I I ； 5．掌握内接法和外接法的适用条件.设计提示电流表内接法和外接法适用条件假设待测电阻两端的电压为V ,流过它的电流为I ,并且都已经测量到了,则其电阻值R x 可由下式计算若使用的电流表的内阻R A 很小,而电压表的内阻R V 非常大,则上式计算的结果是正确的,否则必须考虑R A 或R V 对测量结果的影响.图4.4-1为测量未知电阻R x 的电路.当开关K 接“1”时,电流表和R x 都接在电压表的测试端之内,称为电流表的内接法.因此,有关系式)(X A R R I V +=成立,或写成如果用IV表示待测电阻值,则产生的系统误差为由于电压表的读数大于电阻两端的电压值而产生正的系统误差,由(4.4-1)式计算出来的阻值比实际的R X 大.若R A 值已值,就可以计算E 1的大小.当开关K 和“2”接通时,电流表接在电压表的测试端之外,称为电流表的外接法,因此有关系式)14.4(-=IV R xR AR X图4.4-1A X R IVR -=)24.4(1-=-=XAX XR RR R I VE )1(VX X X V R R R V R V R V I +=+=2或写成)1(VX X R R I V R +=.如果用I V作为待测电阻值,则产生的系统误差为由于通过电流表的电流比通过R X 的电流大而产生负的系统误差.所以,测量值比实际电阻值小,若R V 值已知,则可以计算E 2的大小.对于给定的未知电阻,到底是采用内接法还是外接法,这要取决于测量精确度的要求和E 1、E 2的大小.如果E 1和E 2都比较小,但1E >2E ,则可采取外接法,反之采用内接法. 将(4.4-2)和(4.4-3)式比较可的出内接法与是外接法的使用条件.当1E <2E 时,采用内接法,即可化成02>--V A X A X R R R R R ,解关于R X 的一元二次不等式可以得到内接法的使用条件,即如果电压表的内阻远大于电流表的内阻(即R V >>R A ),则(4.4-4)式表明,待测电阻值大于电流表内阻与电压表内阻的几何中项时,采用内接法所产生的系统误差较小,若R X 与V A R R 接近时,两种方法都可以,否则采用外接法.思考题1．怎样用伏安法测定电流表或电压表的内阻?)34.4(112-+-=-=XVXXR R R R I VE XV XAR R R R +≤11)4(212V A A A X R R R R R ++>)44.4()2(21-=+>V A V A A X R R R R R R。

实验四二极管伏安特性曲线测量一、实验目的：研究二极管的伏安特性曲线二、实验原理和电路图：1.实验原理：晶体二极管是常见的非线性元件。

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，而当正向偏压增到接近二极管的导通电压，电流明显变化。

在导通后，电压变化少许，电流就会急剧变化。

当加反向偏置电压时，二极管处于截止状态，但不是完全没有电流，而是有很小的反向电流。

该反向电流随反向偏置电压增加得很慢，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。

2.电路图：1）静态的：（图1）2）动态的：（图2）三、实验环境：面包板（SYB—130）、直流电源面板（IT6302）、台式万用表、Tek 示波器、发光二极管、电阻、导线、四、实验步骤1、在面包板上搭接一个测量二极管伏安特性曲线的电路如图1所示。

2、用万用表测量二极管两端的电压及其通过的电流，调节滑动变阻器使二极管两端电压不同，形成多组数据，记录数据。

3、用excel或matlab画二极管的伏安特性曲线。

4、在面包板上搭接一个电路如图1所示。

5、给二极管测试电路的输入端加Vp-p=6.5V、f=1500Hz的正弦波，用示波器观察该电路的输入输出波形。

6、并将二极管的正负极倒过来，用示波器观察此时该电路的输入输出波形。

五、数据记录和分析1、通直流电源是二极管两端的电压及其通过的电流：分析：当对发光二极管加上正向电压大约1.4伏时，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，而当正向偏压增到接近二极管的导通电压，电流明显变化。

2、动态电路的结果1）通正向电流时二极管两端的电压V 0.178 0.786 1.431 1.654 1.659 1.665 1.669 1.688 1.695 1.707 1.832 mA0.012 0.796 0.861 0.962 1.03 1.469 1.641 1.828 7.899峰值（Vpp ） 周期T （频率f ）最大值（Vmax ） 最小值（Vmin ） 占空比 Duty输入 6.16V 664us 2.84V -3.32V 52.08% 输出5.20V664us1.88V-3.32V 57.35%2）通反向电流时二极管两端的电压（在做实验时按了反相）3）通正向电流时电阻两端的电压峰值（Vpp ） 周期T （频率f ）最大值（Vmax ） 最小值（Vmin ） 占空比 Duty输入 6.16V 664us 2.88V -3.28V 52.22% 输出5.20V664us1.88V-3.32V 56.88%峰值（Vpp ） 周期T （频率f ）最大值（Vmax ） 最小值（Vmin ） 占空比 Duty输入 6.16V 664us 2.88V -3.28V 52.07% 输出960mV664us920mV-40.0mV 22.55%4)通反向电流时电阻两端的电压。