半导体二极管伏安特性曲线

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Uon（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Uon=0.5V(A点)，锗管为Uon=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UBR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。

硅管和锗管的伏安特性曲线形状一样，那只是为了便于理解。如果把数值标在坐标上就能看出区别，两种管子的正向导通电压分别是0.6和0.2v。实际上即使同类型的不同二极管，其伏安曲线也有很大区别。也就是说，日常见到的曲线是定性说明问题的，真正设计电路时要看厂家提供的性能参数。

实验伏安特性曲线：

一、误差分析:

1、自拟数据表格，列表记录和处理数据。  

2、以电压为横坐标、电流为纵坐标，利用测得的电压和电流数据，分别绘制出稳压二极管、金属膜电阻和小灯泡的伏安特性曲线，分析各自伏安特性曲线的特点和规律。正反向伏安特性曲线作在一张图上，对于二极管，正反向坐标可以取不同单位长度。

3、求出和时二极管的静态电阻，根据正反向电阻分析二极管的导电特性。

二、小结：

根据建立经验公式的方法和步骤，建立稳压二极管正向的和金属膜电阻正向的电压与电流变化关系的经验公式，总结和分析各自的电压与电流变化规律。实验曲线与理论曲线相符合。

三、实验要求：

1、测量稳压二极管的正向和反向伏安特性：

用万用表的欧姆挡判别稳压二极管的正反向。根据二极管的正向或反向，电路接好测量线路，适当选择电流表和电压表的量程。在测量范围内，从0开始逐步增大电压，记录电压值和相应的电流值。   

2、测量金属膜电阻的伏安特性：  

用万用表的欧姆挡粗测被测电阻值的大小。根据被测电阻值的大小，电路选择电流表内接法或外接法，适当选择电流表和电压表的量程。

四、实验器材：

直流稳压电源，稳压二极管，金属膜电阻，小灯泡，万用电表，电压表，电流表，电位器等。

五、二极管的伏安特性：

半导体二极管根据所用材料的不同可分为硅二极管和锗二极管等。二极管最重要的导电特性就是PN结的单向导电性。

当外加正向电压时，二极管呈现的电阻值很小，能够通过很大的电流。当外加反向电压时，二极管所呈现的电阻则很大，流过的电流却很小。

---