二极体电路.DOC

二極體電路 實習 1 pn接面二極體之特性分析 實習 2 二極體整流電路 實習 3 二極體倍壓電路 實習 4 二極體截波電路 實習 5 曾那二極體之特性分析 實習 6 電壓調節電路 pn接面二極體之特性分析 四、實習步驟與結果 (一) 二極體陽、陰極性與好、壞之判別 1. 首先將三用電表之旋紐撥至「」或「」的歐姆檔位，接著確定電表之正、負電壓輸出端與進行歸零調整，並由「二極體 (1N4001)」之實體，以判斷出陽、陰極之端點。 2. 接著將三用電表之正電壓輸出端，連接至「二極體」的陽極，負電壓輸出端，連接至「二極體」的陰極，並觀察三用電表之指針是否有明顯之偏轉？??是???。 3. 繼續將三用電表之正電壓輸出端，連接至「二極體」的陰極，負電壓輸出端，連接至「二極體」的陽極，並觀察三用電表之指針是否有有明顯之偏轉？???否??。 4. 根據上面之測量，以判斷此「二極體」之好、壞？??好???。 (二) 接受順向偏壓之二極體的特性曲線 表1-2　不同電流流過接受順向偏壓之二極體兩端壓降 0.1 0.2 0.5 0.8 1.0 2 5 10 20 30 0.44 0.48 0.52 0.54 0.56 0.59 0.62 0.67 0.7 0.72  圖1-7　接受順向偏壓二極體之特性曲線 表1-3　加入不同輸入電壓於接受逆向偏壓之二極體兩端的壓降 0 5 10 15 20 25 30 0 3.5 7.8 11.5 15.6 18.5 22.6 0 3.5 7.8 11.5 15.6 18.5 22.6 圖1-8　接受逆向偏壓二極體之特性曲線 圖1-10　二極體之特性曲線 利用示波器直接測量接受順向偏壓之二極體的特性曲線 圖1-11　接受順向偏壓之二極體電路 圖1-12　接受順向偏壓二極體之特性曲線 五、問題研討 1. 試說明如何使用三用電表來判斷接面二極體之陽、陰極與好、壞的方法。 解： 三用電表之旋紐撥至「」或「」的歐姆檔位，並進行一次歸零調整，接著將測試棒之正輸出電壓連接至二極體之陽極，負輸出電壓接至二極體之陰極，此時二極體接受順向偏壓，則三用電表之指針應有明顯之偏轉；反之，若將測試棒之正輸出電壓接至二極體之陰極，負輸出電壓接至二極體之陽極，此時二極體接受逆向偏壓 ，則三用電表之指針應無任何偏轉。若對二極體之測量可滿足上述條件，則表示為良好二極體；若上述兩種測量方式，三用電表之指針皆有明顯之偏轉或完全不偏轉，則表示為不良二極體。 2. 試分別說明接受順向與逆向偏壓時，接面二極體空乏區之變化情形與實習所得之特性曲線之關係為何？ 解： 若將電源的正端接到型區域，而負端接於型區域，則此二極體便承受順向偏壓，當外加電源電壓大到足以克服空乏區之障壁電壓 時，便會產生一個大電流通過接面，則接受順向偏壓之二極體，可視為短路狀態，且電流隨外加電壓呈指數函數增加，而此電流大小亦將會受到溫度之影響。 若將電源的正端接到型區域，負端接於型區域，則此二極體便承受逆向偏壓，則兩邊之多數載子會被推離接面，而使空乏區之寬度加大，此效應會隨時間持續作用，直到空乏區所造成之電位差等於逆向電壓時，電子與電洞便會停止自接面離開，因此無電流通過接面。接受逆向偏壓之二極體，因無電流通過接面，故可視為開路狀態，實際上，由於存在型區域和型區域內之少數載子，會因熱能而產生少量之電子電洞對，而形成一股微小之電流，稱為逆向飽和電流，此電流之方向與順向偏壓所產生之電流方向相反，且其大小會受到溫度之影響較大，而與反相電壓之大小較無關係。 當接面二極體之周圍溫度提高 ( 可將烙鐵或吹風機放置於二極體上方，以提高其周圍溫度 ) 時，重作實習二 ( 接受順向偏壓二極體 )，並比較周圍溫度提高與常溫狀態下，二極體之特性曲線有何變化？ 解： 當二極體逆向飽和電流與周圍溫度成指數函數正比關係，因此周圍溫度提高時，根據實驗之結果可得，在相同順向偏壓之條件下，可獲得更大之順向電流。 34 電子學實習 (上) 第2部分　實習1　pn接面二極體之特性分析 33 ... 0.56 -22.6 0.62 0.48 0.59 0.7 0.67 -18.5 0.72 0.44 0.54 0.52 3.5 -15.6 0 -11.5 -7.8 7.8 -3.5 11.5 15.6 18.5 22.6 30 10 2 0.5 0 -20 10 -30