二极管伏安特性曲线的研究学习资料

1、精品文档二极管伏安特性曲线的研究二极管伏安特性曲线的研究一、设计目的电路中有各种电学元件，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。二、设计原理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27C时，UT26mV。当PN结正向偏置时,若uUT,则上式可简

2、化为:IF-ISeu/UTo当PN结反向偏置时，若I u|UT,贝U上式可简化为：IRIS。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

3、限流电阻，以防因反向电 流过大而损坏二极管。收集于网络，如有侵权请联系管理员删除2、二极管的伏安特性曲线下面我们以错管为例具体分析，其特性曲线如图3所示，分为三部分:）乂何电压1/JV-150 TOO 2 8n4>>70 旦士C圧向特性-10 -正向电压S/V-20图3半导体二极管（硅管）伏安特性(a) 正向特性少段为死区，此时正偏电压称为死区电压Uth,硅管0.5V,错管0.1V。AB段为缓冲 区。BC段为正向导通区。当uUth时，二极管才处于完全导通状态，导通电压UF基本不 变。硅管为0厂0.8V,般取0.7V,错管为0.2巾3V,通常取0. 2V。当二极管为理想二极管 时，U

4、F=0o(b) 反向特性如图0D段所示，二极管处于截止状态，在电路中相当于开关处于关断状八态0(c)反向击穿特性如图所示，反向电流在E处急剧上升，这种现象称之为反向击穿，此时所 对应的电压为 反向击穿电压UBRo对于非特殊要求的二极管，反向击穿时会使 二极管PN结过热而损坏。 三' 设计过程1、反向特性测试电路二极管的反向电阻值很大，采用电流表内接测试电路可以减少测量误差。测试电路如图4所示，电阻选择R=500Q,起限流作用，电压源E取0T5V连续 可调。根据所得 的各组数据在坐标纸上描绘二极管反向偏置测试时的特性曲线。/ 1<4_E*7图4二极管反向特性测试电路2、正向特性测试

5、电路二极管在正向测试时，呈现的电阻值较小，应采用电流表外接测试电路。 如图5所示。电源电压E在010V内调节，变阻器开始设置500，调节电源 电压在0T0V内变动，以得到所需电流值。然后在坐标纸上描绘正向偏置时的特性曲线。图5二极管正向特性测试电路3、二极管的单向导电性的验证(a)(b)图6半导体二极管单向导电性a)二极管正向偏置b)二极管反向偏置图6(a)中的开关闭合，灯亮，大电流；图6(b)开关闭合，灯不亮，电流几乎为零。二极管阳极电位高于阴极电位，称为二极管(PN结)正向偏置，简称正偏；二 极管阳极电位 低于阴极电位，称为二极管(PN结)反向偏置，简称反偏。二极管正偏导通，反偏截止的这种特性称为单向导电性。四' 设计总结1在设计之前要反复思索，仔