電子學實習一
實習項目： PN 接面二極體之特性分析 班 級： 四電機二 B
組 別： 第 23 組
姓名學號： 黃煜家 4010J056 溫紹祥 4010J136 實習日期： 2013/10/24 開課學期： 102 學年度第 1 學期 授課教師： 張永昌老師
崑山科技大學 電機工程系
一.實習目的
學習二極體辨別極性與好壞,藉由過程了解二極本原理與電壓-電流 特性曲線
二.實習器材
設備(一)
1. 訊號產生器
2. 示波器
3.電源供應器
4.麵包版
5.三用電表
(二)器材
編號 電子元件名稱 電子元件規格 數量 1 固定電阻(R) 100Ω,1/4W 1 2 PN 二極體(D) 1N4001 1 3 可變電阻(VR) 100K,1/2W 1 4 可變電阻(VR) 1Kω,1/2W 1 5 電容器(C) 0.47Μf,50V 1
三.相關知識
結合 P 型與 N 型半導體材料所組成的基本半導體元件,稱為PN 接面二 極體(PN Junction)
(一)接受順向偏壓之二極體
某一電源電壓 V 跨於二極體兩端,電源的正端接到 P 區域,而負端
接於 N 型區域,則二極體變成受順向偏壓(Forward-bias)
(二)受逆向偏壓之二極體
某一電源電壓 V 跨於二極體兩端,電源的正端接到 N 區域,而負端 接於 P 型區域,則二極體變成受逆向偏壓(Reverse-biased)
(三)二極體之伏特-安培特性曲線
當二極體加上順向偏壓後(此電壓大於 VD)時,通過二極體之電流大小
會與外加電壓成指數函數關係
,
其中
為通過二極體之電流(安培) V 為二極體之外加順向偏壓(伏特)
n 為一常數(若半導體材料為矽 n=2;n 為鍺=1) I 為逆向飽和電流
q 為電子負荷,其值 1.66x10 負 19 次方 J/ K
k 為絕對波茲曼常數,其值為 1.38*10 負 23 次方 J/ K T 為絕對溫度(0 K= -273 C
參考電子學實習(上)P34~P37
四.實習步驟與結果
(一)測量二極體陰陽極、好壞判別
1.將三用電表撥至RX1K,接著確定電錶正負端輸出端與進行歸零調整 2.將三用電之正端輸出接至二極體『陽極』,負極輸出端接至二極體
『陰極』,有無偏轉? Ans:
有
3. 繼續三用電之正端輸出接至二極體『陰極』,負極輸出端接至二極 體『陽極』,有無偏轉? Ans:
無
根據以上測量『二極體』之好壞? Ans:
好
(二)接受順向偏壓之二極體的 Vf-If 特性曲線
(四)利用示波器直接測量接受瞬向偏壓之二極體的 Vf-If 特性曲線
X-Y 模式
If
(mA) 0.1 0.2 0.5 0.8 1.0 2 5 10 20 30 VF(mV) 480 495 560 590 605 630 660 710 740 780
