半导体二极管的伏安特性曲线

1、设计电路测量二极管的伏安特性曲线。2、使用示波器显示二极管的信号激励。

电路分析实验4—二极管的伏安特性曲线

一、 实验目的：

1、 设计电路测量二极管的伏安特性曲线。 2、 使用示波器显示二极管的信号激励。

二、 实验仪器：

1、 2、 3、 4、 5、

电路板 数字万电表 电阻、导线 示波器

二极管

三、 实验原理

根据二极管的单向导通性，在二级管两端施加电压，并通过电位器改变电压值，数字万用表测出二极管两端电压和对应的电流，最终形成V—A图像，得出二极管伏安特性。

四、 实验电路

电路说明：

R1相当于电位器，起改变二极管两端电压的作用；

R2是保护电阻，防止二极管正向电阻过小导致电流过大烧坏仪器； 测量电压和电流时，将多用电表并联或串联进电路进行测量。

五、实验步骤和数据记录：

1、 电路连接

电路板为纵列导通，横排绝缘器件。在连接电路时，串联的两根导线相连两端接在电路板同一列的插孔中，并联导线两端分别插在两列相同的插孔中。对照电路图连接好电路后，接通电源，用手指触摸电阻，

1、设计电路测量二极管的伏安特性曲线。2、使用示波器显示二极管的信号激励。

如果电阻发烫，需要立刻断开电源更换电阻。测量支路电流时，需要先将要测量的之路从电路中

二极管伏安特性曲线测量

一、实验内容

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excel或matlab画二极管的伏安特性曲线

5、给二极管测试电路的输入端加Vp-p=3V、f=300Hz的正弦波，用示波器观察该 电路的输入输出波形。

二、实验仪器设备及元件

1、仿真软件(Multisim 10)；硬件基础电路实验箱。

2、直流稳压电源、面包板、电阻、导线、电位器、二极管。 3、万用表、函数信号发生器、数字示波器。

三、实验原理

1、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、将正弦交流电接入二极管

贵州师范大学2012级 模拟电子技术基础

二极管伏安特性曲线的研究

2012级电子信息科学与技术 第十组 2013/8/25

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

贵州师范大学2012级 模拟电子技术基础

二极管伏安特性曲线的研究

2012级电子信息科学与技术 第十组 2013/8/25

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

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多种方法研究二极管的伏安特性曲线

作者：粟春渔 罗光丽 鲁晓娟 张宝丽 来源：《无线互联科技》2014年第07期

摘要：介绍了多种用于测量二极管伏安特性的方法，我们利用四种方法分别测量同一个二极管的电流电压值，并得出实验数据。用实验数据画出对应各个方法测得的二极管的伏安特性曲线，最后通过对四种方法测得的伏安特性曲线图做出相应的分析给出测量最为精准的方法。 关键词：二极管；伏安特性曲线；伏安法；等效法对各种元器件的伏安特性进行测量时，我们常用的是伏安法。二极管伏安特性的测量是大学基础物理实验之一，因此大学物理实验要求每一个物理、电子类的学生必须熟练掌握各种精确测量二极管伏安特性的方法。我们知道，二极管是非线性元件，即当加在二极管两端的电压增加到某一值后，如果继续增大电压，那么二极管的电阻就会从无穷大变到几十欧姆或甚至更小。当对这种伏安特性变化范围极大的元器件进行测量时，我们应该选择种哪方法测量才能较为精准的测出其伏安特性呢？本文给出了常见的四种测量二极管伏安特性的方法，并利用这四种方法测出了同一个二极管的伏安特性曲线，帮助读者理解二极管正向导通伏安特性

第一章 半导体二极管

练习题

一、填空

1. 当温度升高时，由于二极管内部少数载流子浓度 ，因而少子漂移而形成的反向电

流 ，二极管反向伏安特性曲线 移。

2. 在PN结形成过程中，载流子扩散运动是 作用下产生的，漂移运动是 作用下产生的。

3. 在本征半导体中掺入 价元素得N型半导体，掺入 价元素则得P型半导体。

4. 半导体中有 和 两种载流子参与导电，其中 带正电，而 带负电。 5. 本征半导体掺入微量的五价元素，则形成 型半导体，其多子为 ，少子为 。 6. 纯净的具有晶体结构的半导体称为 ，采用一定的工艺掺杂后的半导体称为 。

7. PN结正偏是指P区电位 N区电位。

8. PN结在 时导通， 时截止，这种特性称为 。

9. 二极管反向击穿分电击穿和热击穿两种情况，其中 是可逆的，而 会损坏二极管。 10. 二极管P区接电位 端，N区接电位 端，称正向偏置，二极管导通；反之，称反向偏

用示波法显示稳压二极管的伏安特性曲线

实验者：郑晓锋 同组实验者：庄宇斌 指导教师：尹会听 班级 A13计算机 学号130604107 ，联系号 675121

【摘要】利用负载电阻对稳压二极管电流特性的模拟，接好好线路，如把二极管接在示波器X输入插孔和地电极C之间,再通过示波器的调节，使能在示波器屏幕上直接读出稳压二极管的伏安特性曲线，得出稳压二极管是一种用于稳定电压，且工作在反向击穿状态下的二极管。

【关键词】示波器，稳压二极管，单向导电特性，伏安特性曲线。 限流电阻 A 【实验原理】 X轴输入端 B Y轴输入端

电源

R

接地

C

二极管具有单向导电特性。即当二极管加上正向电压，（其值小于阀电压时）因二极管的电阻

0接上交流电压（若接上直流电压，屏上只显示正向特征曲线）在A、B之间测出的是近似加在待测元件R0的电压，在B、C间的是电阻R的电压，这个电压正比于R0的电流强度。因而将二极管的电压U加到示波器的“X轴输入”端，将二极管的电流转化为电压后加到示波器的“Y轴输入”端，从而在示波器屏上得到伏安特性曲线图象，稳压二极管是一个特殊的面接触型的半导体硅二极管，其V-A特性曲线与普通二极管相似，但反向击穿曲线比较陡~稳压二极管工

激光二极管的特性

1、伏安特性

半导体激光器是半导体二极管，具有单向导电性，其伏安特性与二极管相同。反向电阻大于正向电阻，可以通过用万用表测正反向电阻确定半导体激光二极管的极性及检查它的PN结好坏。但在测量时必须用1k以下的档，用大量程档时，激光器二极管的电流太大，容易烧坏。

2、P—I特性

激光二极管的出射光功率P与注入电流I的关系曲线称为P-I曲线。

注入电流小于阈值电流Ith时，激光器的输出功率P很小，为自发辐射的荧光，荧光的输出功率随注入电流的增加而缓慢增加。

注入电流大于Ith时，输出功率P随注入电流的增加而急剧增加，这时P—I曲线基本上

是线性的。当I再增大时，P—I曲线开始弯曲呈非线性，这是由于随着注入电流的增大，使结温上升，导致P增加的速度减慢。

判断阈值电流的方法：在P—I特性曲线中，激光输出段曲线的向下延长线与电流轴的交点为激光二极管的阈值电流。

3、光谱特性

激光二极管的发射光谱由两个因素决定：谐振腔的参数，有源介质的增益曲线。

腔长L确定纵模间隔，宽W和高H决定横模性质。如果W和H

足够小，将只有单横模TEM00存在。

多模激光二极管在其中心波长附近呈现出多个峰值的光谱输出。单纵模激光器只有一个峰值。

工作在阈

Product Datasheet Pb-free Status Description

Y ActiveNEW Zener Diode 200 mW 22 MM3Z22VST1G MM3Z2V4ST1/D (101.0k

Y ActiveNEW Zener Diode 200 mW 27 MM3Z27VST1G MM3Z2V4ST1/D (101.0k

Y ActiveNEW Zener Diode 200 mW 33 MM3Z33VST1G MM3Z2V4ST1/D (101.0k

Y ActiveNEW225 W e-Rated Zener 2.4 MMSZ5221ET1G MMSZ5221ET1/D (79.0k

Y ActiveNEW225 W e-Rated Zener 20 MMSZ5250ET1G MMSZ5221ET1/D (79.0k

NZ9F10VST5G NZ9F2V4S/D (94.0kB)Y ActiveNEW10V 200 mW SOD-923 Z NZ9F10VT5G NZ9F2V4/D (92.0kB)Y ActiveNEW10V 200 mW SOD-923 Z NZ9F11VST5G NZ9F2V4S/D (94.0

半导体二极管及其基本电路

基本要求

正确理解：PN结的形成及单向导电性

? 熟练掌握：普通二极管、稳压二极管的外特性及主要参数 ? 能够查阅电子器件相关手册

?

难点重点 1．ＰＮ结的形成

（1）当Ｐ型半导体和Ｎ型半导体结合在一起时，由于交界面处存在载流子浓度的差异，这样电子和空穴都要从浓度高的地方向浓度低的地方扩散。但是，电子和空穴都是带电的，它们扩散的结果就使Ｐ区和Ｎ区中原来的电中性条件破坏了。Ｐ区一侧因失去空穴而留下不能移动的负离子，Ｎ区一侧因失去电子而留下不能移动的正离子。这些不能移动的带电粒子通常称为空间电荷，它们集中在Ｐ区和Ｎ区交界面附近，形成了一个很薄的空间电荷区，这就是我们所说的ＰＮ结。

图（1）浓度差使载流子发生扩散运动

（2）在这个区域内，多数载流子已扩散到对方并复合掉了，或者说消耗殆尽了，因此，空间电荷区又称为耗尽层。

（3）Ｐ区一侧呈现负电荷，Ｎ区一侧呈现正电荷，因此空间电荷区出现了方向由Ｎ区指向Ｐ区的电场，由于这个电场是载流子扩散运动形成的，而不是外加电压形成的，故称为内电场。

图（2）内电场形成

1

（4）内电场是由多子的扩散运动引起的，伴随着它的建立将带来两种影响：