二极管反向饱和电流 的取值的实验分析.doc

二极管反向饱和电流取值的实验分析 物理学2006届 黄勃勃 指导教师 杨德甫 （延安大学物理与电子信息学院，陕西 延安，716000） 摘 要：用大范围小间隔的实验方法确定二极管的饱和电流是一种比较合理的方法。 关键词：二极管; 反向饱和电流; 电流方程; 区段 在利用二极管电流方程 [１] 求玻尔兹曼常数时，需先求出二极管的反向电流。但是对二极管反向饱和电流的测量方法目前存在一些不够明确的观点。如有的人认为应将二极管反向电压从“1~9V取值” [２]，然后根据反向特性表的数据可求得二极管的饱和电流值；而有的则认为在测二极管反向伏安特性时应“从零开始逐渐增加电源电压，读取二极管两端电压每改变1V时，流过二极管的电流值，一共测10组左右数据”[３]。还有的人认为，取1V时，“反向电流达到饱和”[4]。但在实际测量时，按照前两种方法都无法得到饱和电流值。那么究竟怎样才能比较正确地测得反向饱和电流呢？由于每个半导体二极管的具体情况都不一样，所以，在实际测量中，我们发现用实验分析的方法较为妥当，下边，对这一方法作一介绍，以便交流。 １．实验方法 由于二极管的反向电阻较大（几十万欧姆），电压表内阻也较大，而电流表内阻相对较小（几欧姆至几十欧姆），所以在测量中采用了伏安法中电流表内接的方法(如图1)。为了提高测量的精度，在电流较小区段（如1μA以下）采用了光点反射式检流计测定电流。大于1μA的情况下采用数字式电流表测定电流。电压数值的测量采用数字式电压表。待测二极管分别是硅二极管（ 2CZ82A ）和锗二极管（2AP9）。 实验电路如下图： 图1 测二极管反向电阻电路图 ２．测量数据表１ 　 硅二极管反向电压、电流测量数据表 U/V 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 I/μA 0.015 0.025 0.030 0.040 0.045 0.048 0.050 0.051 0.055 0.060 0.060 U/V 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00 1.05 1.10 I/μA 0.060 0.065 0.067 0.07 0.07 0.07 0.072 0.076 0.078 0.079 0.080 U/V 1.15 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.55 1.60 1.65 I/μA 0.082 0.083 0.084 0.085 0.090 0.090 0.091 0.091 0.092 0.093 0.095 U/V 1.70 1.75 1.80 1.85 1.90 1.95 2.00 2.05 2.10 2.15 2.20 I/μA 0.097 0.098 0.099 0.100 0.100 0.101 0.102 0.105 0.108 0.108 0.108 U/V 2.25 2.30 2.35 2.40 2.45 2.50 2.55 2.60 2.65 2.70 2.75 I/μA 0.109 0.109 0.109 0.109 0.112 0.116 0.117 0.119 0.121 0.121 0.121 U/V 2.80 2.85 2.90 2.95 3.00 3.05 3.10 3.15 3.20 3.25 3.30 I/μA 0.122 0.123 0.124 0.125 0.127 0.128 0.129 0.130 0.131 0.132 0.133 U/V 3.35 3.40 3.45 3.50 3.55 3.60 3.65 3.70 3.75 3.80 3.85 I/μA 0.135 0.137 0.138 0.139 0.140 0.140 0.140 0.141 0.142 0.143 0.146 U/V 3.90 3.95 4.00 4.05 4.10 4.15 4.20 4.25 4.30 4.35 4.40 I/μA 0.148 0.149 0.150 0.150 0.150 0.151 0.151 0.151 0.152 0.155 0.156 U/V 4.45 4.50 4.55 4.60 4.65 4.70 4.75 4.80 4.85 4.90 4.95 I/μA 0.158 0.159 0.160 0.160 0.162 0.164 0.166 0.168 0.169 0.170 0.171 U/V 5.00 5.05 5.10 5.15 5.20 5.25 5.30 5.35 5.40 5.45 5.50 I/μA 0.172