电气毕业论文---二极管伏安特性曲线实验的改进

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1、 编号编号 学 位 论学 位 论 文文 二极管伏安特性曲线二极管伏安特性曲线实验实验的的改进改进 1 中文摘要 本文指出了电子技术实验教材中所给出的测量二极管正向特性曲线的伏安 法和二极管特曲线之间所存在的问题，并提出了更合理的电路。用伏安法测量二 极管的伏安特性曲线并进行讨论和分析。对二极管正向特性曲线，无论采用外接 法还是内接法，都必须对测量数据加以修正，才能给出正确的实验结果。本文又 对修已原因进行说明。 关键词关键词：二极管；伏安特性曲线；伏安法；内接法；外接法 2 目录目录 中文摘要中文摘要 1 引言引言 1 1.1.二极管二极管 2 二极管的主要参数二极管的主要参数 . 3 2.1

2、 正向特性 3 2.2 反向特性 4 2.3 反向穿击特性 . 4 2.4 最大整流电流 . 4 3.3.线路分析和公式修正线路分析和公式修正 . 4 4.4.试验结果及讨论试验结果及讨论 . 5 结语结语 8 参考文献参考文献 9 致谢致谢 10 1 引言引言 用伏安法测量个种元件的特性时，为减少误差，除合适的选择测量电表外， 实际测量还要注意正确的选择合适的测量线路。 通常有两种方法一种叫内接法另 一种叫外接法。在测量线性元件的电阻时，根据估计的阻值大小，适当的选取某 种方法，可得到精确的测量结果。但对非线性元件，如二极管，其直流电阻的大 小与加在二极管两端电压的大小和方向都有关系。以型二

3、极管为例，当加在它两 端的正向电压从零加到0.7V左右时，其电流电阻阻值，可以从接近无穷大，逐 渐变化到数十欧姆。对于这种阻值变化范围很大的元件，在测量其伏安特性曲线 时，不论采用外接或内接，由于电流表内阻的影响，所得测量结果，均不可能在 整个测量范围内都与实际值保持较小的偏差。 如果选择内阻较小的电压表和内阻 较大的电流表，这一现象将更为明显。因此，为准确的测量结果，必须对测量数 据加以修正。本文给出的修正公式，分别按电流表外接法和内接法测量2A P9型 稳压二极管的正向特性曲线，计算得出了该二极管伏安特性曲线。结果显示，两 种方法测量结果都有很大误差，修正后二者结果却基本一致，说明采用伏安

4、法测 量二极管的特性时，对测量结果必须加以修正，对此也给出了相应的理论解释。 2 1 1. .二极管二极管 二极管是电子技术中最常用的元件， 其有性质为正向通电， 反响不导通。PN 结是二极管和其它元件的关键，它是P型半导体和N型半导体的相互集合而组 成。 晶体二极管也称半导体二极管，它是在PN结上加接触电极、引线和管壳封 装而成的。 按其结构， 通常有点接触型和面结型两类。 常用符号如图Z0107中V、 V D（本资料用D）来表示。 所谓半导体是电性能介于导体和绝缘之间的物体。 半导体理论证实在半导体 中在两种导电的物体，一种是自由电子，另一种是带正电的空穴，它们在外电场 的作用下都有定向移

5、动的效应都能运载电荷形成电流，通常称为载流子。 点接触型适用于工作电流小、工作频率高的场合； （如图Z0108）二极管的正 向电流只零点几毫安，因此二极管的正向电阻很小，在正向特性曲线的原点正向 电压很小，外电场不能克服PN结的内电场，所以可作正向电流为零。此时二极 管表示最大的电阻，这种状态叫做载止状态。 面结合型适用于工作电流较大、工作频率较低的场合； （如图Z0109） 平面型适用于工作电流大、功率大、工作频率低的场合。 （如图Z0110） 按使用的半导体材料分，有硅二极管和锗二极管；按用途分，有普通二极管、整 流二极管、检波二极管、混频二极管、稳压二极管、开关二极管、光敏二极管、 变容

6、二极管、光电二极管等。 二极管是由一个PN结构成的，它的主要特性就是单向导电性，通常主要用 它的伏安特性来表示。 二极管的伏安特性是指流过二极管的电流ID与加于二极管两端的电压U D 之间的关系或曲线。用逐点测量的方法测绘出来或用晶体管图示仪显示出来的 3 U I曲线，称二极管的伏安特性曲线。图Z0111 是二极管的伏安特性曲线示意 图，依此为例说明其特性。 二极管的主要参数二极管的主要参数 2.1 正向特性 由图可以看出，当所加的正向电压为零时，电流为零；当正向电压较小时， 由于外电场远不足以克服PN结内电场对多数载流子扩散运动所造成的阻力，故 正向电流很小（几乎为零） ，二极管呈现出较大的电阻。这段曲线称为死区。 当正向电压升高到一定值 y U(U th)以后内电场被显著减弱，正向电流才有明 显增加。 y U被称为门限电压或阀电压。 y U视二极管材料和温度的不同而不同， 常温下，硅管一般为0.5V左右，锗管为0.1V左右。在实际应用中，常把正向特 性较直部分延长交于