文档介绍：实验十二非线性元件伏安特性的测量和研究
给一个元件通以直流电，用电压表测出元件两端的电压，用电流表测出通过元器件的电流。通常以电压为横坐标、电流为纵坐标，画出该元件电流和电压的关系曲线，称为该元件的伏安特性曲线。这种研究元件特性的方法称为光二极管的表示符号及其工作原理
4、发光二极管（LED）
发光二极管是由III-V族化合物如GaAs（***化镓）、GaP（磷化镓）、GaASP（磷***化镓）等半导体材料制成的，其核心是PN结。因此它具有一般PN结的伏安特性，即正向导通、反向截止、击穿特性。LED的表示符号如图6（a）,其主要是它具有发光特性。在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。进入对方区域形成少数载流子，此时进入P区的电子和P区的空穴复合，进入N区的空穴和N区的电子复合，并以发光的形式辐射出多余的能量，这就是LED工作的基本原理，如图6（b）所示。
假设发光是在P区中发生的，那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光，或者先被发光中心捕获后，再与空穴复合发光。除了这种发光复合外，还有些电子被非发光中心（这个中心介于导带、介带中间附近）捕获，而后再与空穴复合，但每次释放的能量不大，不能形成可见光。发光的复合量相对非发光复合量的比例越大，光量子效率越高。由于复合是在少子扩散区内发光的，所以发光仅在靠近PN结面数pm以内产生。理论和实践证明，光的峰值波长A与发光区域的半导体禁带宽度Eg有关，即入~1240/Eg（nm）
式中Eg二e*%、，单位为电子伏特（eV）。若能产生的可见光波长在380nm（紫光）〜780nm（红光），〜。比红光波长长的光为红外光。目前已有红外、红、黄、绿、白、蓝光等发光二极管。
发光二极管（LED）的主要参数：
⑴最大正向电流IFm:允许加的最大正向直流电流，超过此值LED损坏。
⑵正向工作电流IF：指LED正常发光时的正向电流值,*IFm以下。
⑶正向工作电压VF:参数表中给出的工作电压是在给定的正向电流下测得的，一般是在IF=20mA时测得的，〜3V。
⑷最大反向电压VRm：允许加的最大反向电压，超过此值LED可能被击穿损坏。
⑸允许功耗Pm:允许加在LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。超过此值LED发热损坏。
⑹伏安特性：LED的电压与电流的关系可用图5表示。
图5发光二极管的伏安特性曲线
图6某LED器件的发光的光谱分布
⑺光谱分布和峰值波长：某一个LED所发的光并不是单一波长，其波长大体按图6所示。由图可见该LED所发之光中某一波长A0的光强最大，该波长为峰值波长。
⑻光谱半宽度△入：它表示LED的光谱纯度，是指图6中1/2峰值光强所对应两波长之间隔。
*发光强度IV、半值角81/2和视角等指标也很重要，但本实验不作研究。
【实验内容及要求】
图7a正向伏安特性测量原理图
b反向伏安特性测量原理图
S3
1、测量普通二极管的正向伏安特性实验
a按照图7a将普通二极管连接到正向伏安特性测量电路中。
b电压从最小开始调节，观察正向电流，当开始有正向电流时即缓慢地调节Rx1使电压缓慢变化（另加分压保护电阻R2）,正向电流达到20mA时