二极管的伏安特性曲线

PAGEPAGE5得分教师签名批改日期课程编号课程编号题目类型深圳大学实验报告课程名称：大学物理实验（三）实验名称：二极管的伏安特性曲线学院：物理科学与技术学院组号指导教师：赵改清报告人：学号：实验地点B109实验时间：实验报告提交时间：一、实验设计方案1.1、实验目的电路中有各种电学原件，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1.2、实验原理1.2.1、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。1.2.2、实验装置：

图3实验装置示意图图3实验装置示意图加热装置PN结恒流源1750数据接口计算机及数据处理软件Datasdudio二极管恒流源2加热装置的铜质底座（其上有两个小洞，将PN结和温度传感器探头分别放入。1.3选用仪器仪器名称型号主要参数用途750接口CI7650阻抗1MΩ。最大的有效输入电压范围±10V数据采集处理计算机和DataStudioCI6874——数据采集平台、数据处理温度传感器DH-PN-1测温范围：-20~150测温电压传感器CI6503电压范围：±10VAC/DC数据采集三极管JDGS061提供PN结加热装置————加热二、实验内容及具体步骤：（1）.

准备工作：检查万用表是否显示正常；选取合适电阻；调节实验箱

1检查万用表的使用状况，确定万用表的读数无误，量程正确2根据色标法读出电阻的阻值，大约为100Ω3打开实验箱，选择直流电压档，调节旋钮，使输出端输出5V电压，并用万用表电压档测量是否准确。（2）

按照电路图在面包板上连接电路

1根据面包板竖向孔导通的特性，设计串并联电路；

2用镊子把所需的元器件插在面包板上，连接好之后，先不用连上两个输出端，而应仔细检查之后方可接通。

（3）.

测量电压值/电流值

1电路准确无误，接上电源之后，可用万用表测量电压值和电流值；

2测量之前应该把电位器调至电阻最大档位，以免加上电压之后导致二极管或电位器烧毁，在电流表接入电路之后慢慢调节阻值，使最大电流不超过10mA，继而开始测量；

3测量电流时两表笔应该接入二极管支路且注意正负极方向，从而获得准确的电流值；

4测量电压时两表笔应该放在二极管两端且注意正负极方向，选择合适档位，获得准确的电压值；

5测量电压、电流应交替进行，每次旋动电位器时要小心、缓动，同时密切观察万用表的读数；

6记录数据，并举行预处理

（4）

绘制二极管伏安特性曲线

1测量结束之后，将数据输入计算机，用相关软件拟合出曲线；2结合曲线分析相关原理。

（5）

输入正弦波，观察输出波形三、数据记录及数据处理3.1、测绘变化曲线二极管伏安特性曲线VVVV图2图一四、实验结论通过这次实验，我继续熟悉了面包板和接线方式。但是同时也得到了很多经验和教训：

在测电流和电压交替过程中不要忘了“换孔换挡”问题；

要是电流足够小，可以适当的撤出保护电阻，使电流更易测量，但是要注意电位器的安全问题；

测量电流时不仅要保护电位器，也要保护万用表的电流档保险丝，避免烧坏；

接线以简洁、易懂为上，不可乱接线，同时注意接地；

预习要更充分、更有目的，实验时时间要抓紧，确保实验任务的全部完成；

可利用Multisim软件模拟仿真实验室条件。

这些都需要在以后的实验过程和实验后中改进。希望在接下来的实验中我能在