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实验五-二极管特性及应用

实验四二极管特性曲线及应用

一、实验目的

1.了解二极管的单向导电特性。

2.学习二极管极性及性能是否良好的判断方

法。

3.用仿真软件仿真测试和二极管的伏安特性曲

线。

二、实验原理

二极管，是电子元件当中一种具有两个电极

的装置，只允许电流由单一方向流过。许多二极

管的使用是应用其整流的功能。而变容二极管

（VaricapDiode）则用来当作电子式的可调电

容器。

大部分二极管所具备的电流方向性我们通

常称之为“整流（Rectifying）”功能。二极管

最普遍的功能就是只允许电流由单一方向通过

（称为顺向偏压），反向时阻断（称为逆向偏

压）。因此，二极管可以想成电子版的逆止阀。

然而实际上二极管并不会表现出如此完美的开

与关的方向性，而是较为复杂的非线性电子特

征。

晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导

体形成的pn结，在其界面处两侧形成空间电荷

层，并建有自建电场。当不存在外加电压时，由

于pn结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自

建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。

（a）（b）（c）（d）

图3.1常见二极管的

外加正向电压时，在正向特性的起始部分，

符号

正向电压很小，不足以克服PN结内电场的阻挡

作用，正向电流几乎为零，这一段称为死区。这

个不能使二极管导通的正向电压称为死区电压。

当正向电压大于死区电压以后，PN结内电场被

克服，二极管正向导通，电流随电压增大而迅速

上升。在正常使用的电流范围内，导通时二极管

的端电压几乎维持不变，这个电压称为二极管的

正向电压。当二极管两端的正向电压超过一定数

值，内电场很快被削弱，电流迅速增长，二极管

正向导通。叫做门坎电压或阈值电压，硅管约为

0.5V，锗管约为0.1V。硅二极管的正向导通压

降约为0.6~0.8V，锗二极管的正向导通压降约

为0.2~0.3V。

外加反向电压不超过一定范围时，通过二极

标有色点的一端即为正极。还有的二极管上

标有色环，带色环的一端则为负极。

(c)以阻值较小的一次测量为准，黑表笔所

接的一端为正极，红表笔所接的一端则为负极。

带有银色带一端为负极。

图3.2使用万用表测试二极管的极性

(d)观察二极管外壳，带有银色带一端为负

极。

图3.3带色环的二极管

红外发光二极管的检测，判别红外发光二极

管的正、负电极：

（a）红外发光二极管有两个引脚，通常长

引脚为正极，短引脚为负极。因红外发光二极管

呈透明状，所以管壳内的电极清晰可见，内部电

极较宽较大的一个为负极，而较窄且小的一个为

正极。

图3.4发光二极管

（b）先测量红个发光二极管的正、反向电

阻，通常正向电阻应在30k左右，反向电阻要在

500k以上，这样的管子才可正常使用。

三、实验内容

1.二极管伏安特性曲线测试

图3.5二极管伏安特性测试电路

电路结构如下图，分别将电位器的百分比调

成表3-1-1中所示数据，观察并记录电压表和电

流表的测试结果，注明死区电压UON。利用表格

中的数据绘制伏安特性曲线。

二极管的选取，可以单击工具栏中的二极管

图标,选择DIODE中的相应型号即可。

表3-1-1

电位器R2百分比电压表U2指示值（V）电流表U1指示值（μA）

1%

10%

15%

20%

25%

27%

30%

31%

32%

33%

2.二极管应用电路。电路如图所示，二极管为

IN4002，测量A点的电位波形。