二极管的实验原理是什么意思 二极管原理实验解析

1、二极管的基本结构

二极管是一种在电路中广泛使用的半导体器件，它由P型半导体和N型半导体结合构成。P型半导体中主要掺杂的是杂原子，N型半导体中主要掺杂的是电子，因此P型半导体中的空穴是主要载流子，N型半导体中的电子是主要载流子。

当P型半导体和N型半导体结合在一起时，形成的PN结会形成一个电场，这个电场能够阻止一个方向的电流通过。当二极管正向偏置时，电子能够顺利通过PN结，形成正向电流；当二极管反向偏置时，由于电场阻止电子流过PN结，形成的电流非常小，通常称之为反向漏电流。

2、二极管的正向特性

二极管正向电压越大，电流也会随着增加。可以通过观察二极管的IV曲线来了解其正向特性。如果在正向偏置状态下增加电压，PN结中的空穴和电子就会发生外扩，电流逐渐增大；当正向电压大到一定程度时，电流突然急剧增加，导致PN结带电中子增加，使PN结处内部行为出现“击穿”，电路会发布亮光或者噪音，说明二极管已经进入饱和状态。

二极管的正向电流和正向电压满足以下方程式：

I=I_s(e^{V_D/UT}-1)

其中I_s为饱和电流，V_D为正向电压，UT为热电压。

3、二极管的反向特性

当二极管反向偏置时，由于PN结的外延耗尽层消失，通常呈现出极高的电阻。因此，极高的电阻将使反向电流保持在很低的水平，但不为零。这种电流被称为反向漏电流，通过电路达到PN结的目的是逃逸透明层。

研究反向漏电流的主要目的是为了了解二极管的特殊应用，例如极高电阻，称为锗玻璃二极管，可以用作气压表计，或者制成Zener二极管，可以使二极管保持在特定反向电压下的稳定稳态效应。

4、二极管的应用

二极管可以作为组成逻辑门、振荡器、放大器等电路的基本构建块。它们还可以被用于信号检测和整流电路。例如，半波整流器使用二极管来转换交流电压为平均值为DC电压。全波整流器使用4个二极管，可以将交流电压转换为平均值为DC电压。电子扫描器也利用二极管发射极的电流 - 电压关系来进行扫描线周期性模拟。此外，Zener二极管也被用作稳压器来保持电路中的电压恒定不变。