二極管伏安特性曲線的測(cè)繪實(shí)驗(yàn)報(bào)告

知識(shí)創(chuàng)造未來(lái)知識(shí)創(chuàng)造未來(lái)/知識(shí)創(chuàng)造未來(lái)二極管伏安特性曲線的測(cè)繪實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康谋緦?shí)驗(yàn)的目的是通過(guò)對(duì)二極管的伏安特性曲線測(cè)繪實(shí)驗(yàn)，深入理解二極管的與電流、電壓之間的關(guān)系，掌握二極管在正向偏置和反向偏置下的特性和應(yīng)用。同時(shí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作與數(shù)據(jù)處理的能力。2.實(shí)驗(yàn)儀器與材料實(shí)驗(yàn)所需的主要儀器與材料如下：二極管實(shí)驗(yàn)電路板直流電源數(shù)字萬(wàn)用表示波器接線電纜等該實(shí)驗(yàn)采用標(biāo)準(zhǔn)化二極管實(shí)驗(yàn)電路板，不同的二極管可互相替換進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。3.實(shí)驗(yàn)原理二極管的伏安特性曲線是描述二極管在不同電阻、電流、電壓等條件下的電學(xué)性能。伏安特性曲線主要反映二極管的兩個(gè)主要特性：正向電壓降和反向擊穿電壓。3.1二極管的結(jié)構(gòu)特性二極管是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的，中間是一層“P-N結(jié)”，它是從P型半導(dǎo)體側(cè)延伸出來(lái)的一層輕度摻雜的N型半導(dǎo)體，即P-N結(jié)是一種雙極管。在P-N結(jié)處可以發(fā)生整流作用。3.2二極管的基本特性二極管的基本特性如下：只允許單向?qū)?，即只有一種導(dǎo)通狀態(tài)。在正向偏置時(shí)，電流流通，電壓降低；在反向偏置時(shí)，基本上不導(dǎo)電，但有極小的漏電流。正電壓反一定程度時(shí)，正向電流急劇增加，稱(chēng)之為“拐點(diǎn)”或“導(dǎo)通電壓”，它是二極管正向的“啟動(dòng)電壓”。3.3二極管的伏安特性曲線二極管的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)可以通過(guò)改變二極管的正向電壓和反向電壓，記錄相應(yīng)的電流的變化情況，得到伏安特性曲線，圖1是二極管的伏安特性曲線示意圖。圖1二極管的伏安特性曲線示意圖根據(jù)上圖可知：當(dāng)二極管處于反向電壓狀態(tài)時(shí)，反向電流極小，在物理上，在反向電壓低于擊穿電壓時(shí)，反向電流不能隨電壓增加而增加，可以近似為零，當(dāng)反向電壓達(dá)到一定值時(shí)，反向電流驟然增大，二極管被擊穿于此處的電壓稱(chēng)為“擊穿電壓”。當(dāng)二極管處于正向電壓狀態(tài)時(shí)，正向電壓在達(dá)到一定值時(shí)，正向電流迅速增大，在電壓上升時(shí)呈指數(shù)函數(shù)形式呈現(xiàn)出來(lái)。并且隨著電壓的增加，正向電流的增加速度減緩。4.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟4.1實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備確認(rèn)實(shí)驗(yàn)電路板上電源電壓和二極管型號(hào)。連接數(shù)字萬(wàn)用表和示波器到實(shí)驗(yàn)電路板。4.2實(shí)驗(yàn)步驟連接電源和電路板，將電路斷電。按照實(shí)驗(yàn)電路原理圖連接電路，并接好數(shù)字萬(wàn)用表和示波器。接通電源，調(diào)節(jié)電源電壓和電路電流。通過(guò)調(diào)節(jié)電路板上的電位器，獲得二極管的不同正向電壓。觀察電壓在示波器上的波形變化。通過(guò)改變電路板上選用的二極管的正向或反向電壓，記錄電路板上的電壓和電流，繪制出伏安特性曲線圖。5.數(shù)據(jù)處理與分析5.1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理本實(shí)驗(yàn)所得二極管的伏安特性曲線數(shù)據(jù)見(jiàn)下表，其中voltage表示二極管的電壓，current表示二極管流過(guò)的電流。voltagecurrent0.100.00050.250.01000.300.01600.350.02000.400.02300.450.02500.500.02705.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以制作并繪制出二極管的伏安特性曲線圖，圖2是伏安特性曲線圖。圖2二極管的伏安特性曲線圖從圖2中可以看出：當(dāng)二極管處于反向電壓狀態(tài)時(shí)，反向電流隨電壓增加而異常迅速增加。當(dāng)電壓高于二極管的擊穿電壓時(shí)，二極管將被擊穿，使電流迅速增大。在二極管的正向電壓下，隨著正向電壓的增加，正向電流將快速增長(zhǎng)并變得非常大。我們可以看到，當(dāng)電壓達(dá)到0.25V左右時(shí)，電流開(kāi)始急劇上升。該點(diǎn)被稱(chēng)為拐點(diǎn)或?qū)妷?，代表了二極管正向偏置的啟動(dòng)電壓。在正向電壓低于二極管的拐點(diǎn)電壓時(shí)，正向電流隨著正向電壓的增加而緩慢增加，當(dāng)正向電壓超過(guò)拐點(diǎn)電壓時(shí)，正向電流增加的速度變得非常快，但這種增加速度少于對(duì)應(yīng)于二極管的反向電壓時(shí)正向電流增加速度。6.實(shí)驗(yàn)結(jié)論通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，我們學(xué)習(xí)了某二極管的伏安特性曲線，學(xué)習(xí)了二極管的正向和反向偏置下的特性及其應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：二極管在正向偏置下，隨著正向電壓的增加，正向電流緩慢增加，直到電流突然上升。在正向電流高于拐點(diǎn)電流之后，二極管會(huì)保持正的