实验名称：二极管的伏安特性曲线

实验目的：

a．了解晶体二极管的导电特性并测定其伏安特性曲线。

实验仪器：

晶体二极管、电压表、电流表、电阻箱、导线、电源、开关等

实验原理和内容：

       晶体二极管的导电特性：

晶体二极管无论加上正向或反向电压，当电压小于一定数值时只能通过很小的电流，只有电压大于一定数值时，才有较大电流出现，相应的电压可以称为导通电压。正向导通电压小，反向导通电压相差很大。当外加电压大于导通电压时，电流按指数规律迅速增大，此时，欧姆定律对二极管不成立。

实验线路图如下：

注意：无论毫安表内接还是外接，实验数据都应该进行修正：毫安表外接时应该进行电流修正，内接时应该进行电压修正。由于实验用毫伏表内阻很大（约100~1000多万欧姆），按照上述接法，数据修正简单：正向时伏特表的电流可以忽略；反向时，伏特表的电流始终保持0.0006mA，很容易修正。假如将毫安表内接，则无论正向反向，每一个数据都要做电压修正，并且每个修正值都不同，给实验带来很大麻烦。

1．测定正向特性曲线

打开电源开关，把电源电压调到最小，然后接通线路，逐步减小限流电阻，直到毫安表显示1.9999mA，记录相应的电流和电压。然后调节电源电压，然后将电压表的最后一位调节成0，记录电压与电流；以后按每降低0.010V测量一次数据，直至伏特表读书为0.5500V为止。此时，正向电流不需要修正。

      

2．测定反向特性曲线

把线路改接后，接通线路，将电源电压调到最大，逐步减小限流电阻，直到毫安表显示1.9999mA为止，记录相应的电流和电压。然后调节电源电压或者限流电阻，再将电流调节为1.8006、1.6006、1.4006……mA情况下，记录相应的电压；其中0.0006mA为伏特表的电流，此为修正电流，记录电流时应该自行减去。

参数及数据记录：见附表的数据记录表

数据处理：

       利用所记录的正向与反向2组数据，用坐标纸分别画出二极管正、反向特性曲线。

       曲线图见附表的坐标纸

思考题：

       1．为什么反向特性曲线要进行电流修正？

答：因为反向特性曲线此时电压相对正向来说，电压变得很大，电压表分得的电流此时已经增大到可以在电流表上显示出来，因此为了减小实验误差，反向特性曲线应该进行电流修正。

       2．在上述实验中，为何要将电压表内接？若将电流表内接会有何不便？已知电流表内阻约为98Ω。

答：毫安表外接时应该进行电流修正，内接时应该进行电压修正。由于实验用毫伏表内阻很大（约100~1000多万欧姆），电压表内接，数据修正简单：正向时伏特表的电流可以忽略；反向时，伏特表的电流始终保持0.0006mA，很容易修正。假如将毫安表内接，则无论正向反向，每一个数据都要做电压修正，并且每个修正值都不同，给实验带来很大麻烦。

3．在正向特性曲线中，为何要将电压表的最后一位调节为零？

答：方便读数、减低后期对数据处理的复杂度，方便在坐标纸上画图。

实验名称：pn结与二极管

实验目的：

a．了解PN结正向压降随温度变化的基本关系式；

b．在恒流供电条件下测绘PN结上正向压降随温度变化曲线

实验仪器：

样品架、测试仪等

实验原理和方法：

       理想的PN结的正向电流与正向压降间存在近似关系式：

       其中q为电子电荷，k为波尔兹曼常数，为反向饱和电流，可以证明：

其中，C为与结面积、掺杂浓度等有关的常数，r~3.4也是常数，为绝对零度下PN结材料的导带底和价带顶的电势差。由此得到：

       由于对数函数变化缓慢，可见在较高温度（如室温）时，与温度T存在很好的线性关系。

实验内容和步骤：

1． 接好线路后，将控温电流旋钮旋至最小位置；

2． 打开测量仪电源，记录显示的室温；

3． 按下“”键，由“调节”将调到50微安；按下“”键，记录（）值；再按下“”键，由“调零”将调零；

4． 将加热电流调节到800毫安，观测随温度的变化，每当T是5的倍数时读取一组、T值，直至温度高于100为止。

5． 作—T曲线。以T为横坐标、为纵坐标，用坐标纸画图。

参数及数据记录：见附表的数据记录表

数据处理：

       曲线图见附表的坐标纸

第二篇：二极管特性曲线

半导体二极管的伏安特性曲线

半导体二极管的核心是PN结，它的特性就是PN结的特性——单向导电性。用实验的方法，在二极管的阳极和阴极两端加上不同极性和不同数值的电压，同时测量流过二极管的电流值，就可得到二极管的伏一安特性曲线。该曲线是非线性的，如图1-13所示。正向特性和反向特性的特点如下。

 
 1．正向特性
 当正向电压很低时，正向电流几乎为零，P89LPC954FBD这是因为外加电压的电场还不能克服PN结内部的内电场，内电场阻挡了多数载流子的扩散运动，此时二极管呈现高电阻值，基本上还是处于截止的状态。如图1 - 13所示，正向电压超过二极管开启电压U_on（又称为死区电压）时，电流增长较快，二极管处于导通状态。开启电压与二极管的材料和工作温度有关，通常硅管的开启电压为U_on=0.5V(A点)，锗管为U_on=0.1 V(A'点)。二极管导通后，二极管两端的导通压降很低，硅管为0. 6～0.7 V，锗管为0.2～0.3 V如图1-13中B、B'点。
 2．反向特性
 在分析PN结加上反向电压时，已知少数载流子的漂移运动形成反向电流。因少数载子数量少，且在一定温度下数量基本维持不变，因此，厦向电压在一定范围内增大时，反向电流极微小且基本保持不变，等于反向饱和电流Is。
 当反向电压增大到U_BR时，外电场能把原子核外层的电子强制拉出来，使半导体内载流子的数目急剧增加，反向电流突然增大，二极管呈现反向击穿的现象如图1-13中D、D'点。二极管被反向击穿后，就失去了单向导电性。二极管反向击穿又分为电击穿和热击穿，利用电击穿可制成稳压管，而热击穿将引起电路故障，使用时一定要注意避免二极管发生反向热击穿的现象。
 二极管的特性对温度很敏感。实验表明，当温度升高时，二极管的正向特性曲线将向纵轴移动，开启电压及导通压降都有所减小，反向饱和电流将增大，反向击穿电压也将减小。