二極管伏安特性曲線的測繪實驗報告

知識創(chuàng)造未來知識創(chuàng)造未來/知識創(chuàng)造未來二極管伏安特性曲線的測繪實驗報告1.實驗目的本實驗的目的是通過對二極管的伏安特性曲線測繪實驗，深入理解二極管的與電流、電壓之間的關系，掌握二極管在正向偏置和反向偏置下的特性和應用。同時，通過實驗操作，提高學生實驗操作與數(shù)據(jù)處理的能力。2.實驗儀器與材料實驗所需的主要儀器與材料如下：二極管實驗電路板直流電源數(shù)字萬用表示波器接線電纜等該實驗采用標準化二極管實驗電路板，不同的二極管可互相替換進行實驗。3.實驗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性能。伏安特性曲線主要反映二極管的兩個主要特性：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型半導體和N型半導體組成的，中間是一層“P-N結(jié)”，它是從P型半導體側(cè)延伸出來的一層輕度摻雜的N型半導體，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)?，即只有一種導通狀態(tài)。在正向偏置時，電流流通，電壓降低；在反向偏置時，基本上不導電，但有極小的漏電流。正電壓反一定程度時，正向電流急劇增加，稱之為“拐點”或“導通電壓”，它是二極管正向的“啟動電壓”。3.3二極管的伏安特性曲線二極管的伏安特性曲線實驗可以通過改變二極管的正向電壓和反向電壓，記錄相應的電流的變化情況，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：當二極管處于反向電壓狀態(tài)時，反向電流極小，在物理上，在反向電壓低于擊穿電壓時，反向電流不能隨電壓增加而增加，可以近似為零，當反向電壓達到一定值時，反向電流驟然增大，二極管被擊穿于此處的電壓稱為“擊穿電壓”。當二極管處于正向電壓狀態(tài)時，正向電壓在達到一定值時，正向電流迅速增大，在電壓上升時呈指數(shù)函數(shù)形式呈現(xiàn)出來。并且隨著電壓的增加，正向電流的增加速度減緩。4.實驗內(nèi)容與步驟4.1實驗前準備確認實驗電路板上電源電壓和二極管型號。連接數(shù)字萬用表和示波器到實驗電路板。4.2實驗步驟連接電源和電路板，將電路斷電。按照實驗電路原理圖連接電路，并接好數(shù)字萬用表和示波器。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實驗數(shù)據(jù)處理本實驗所得二極管的伏安特性曲線數(shù)據(jù)見下表，其中voltage表示二極管的電壓，current表示二極管流過的電流。voltagecurrent0.100.00050.250.01000.300.01600.350.02000.400.02300.450.02500.500.02705.2實驗數(shù)據(jù)分析根據(jù)實驗數(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：當二極管處于反向電壓狀態(tài)時，反向電流隨電壓增加而異常迅速增加。當電壓高于二極管的擊穿電壓時，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并變得非常大。我們可以看到，當電壓達到0.25V左右時，電流開始急劇上升。該點被稱為拐點或?qū)妷?，代表了二極管正向偏置的啟動電壓。在正向電壓低于二極管的拐點電壓時，正向電流隨著正向電壓的增加而緩慢增加，當正向電壓超過拐點電壓時，正向電流增加的速度變得非?？欤@種增加速度少于對應于二極管的反向電壓時正向電流增加速度。6.實驗結(jié)論通過本次實驗，我們學習了某二極管的伏安特性曲線，學習了二極管的正向和反向偏置下的特性及其應用。實驗結(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電流之后，二極管會保持正的