元件和基本電路：二極管

描述

P4.1.3.1記錄二極管的電流-電壓特性
P4.1.3.2記錄齊納二極管 (Z 二極管) 的電流-電壓特性
P4.1.3.3記錄發光二極管 (LED) 的電流-電壓特性
P4.1.3.4使用 CASSY 記錄二極管的電流-電壓特性
P4.1.3.5使用 CASSY 記錄齊納二極管 (Z 二極管) 的電流-電壓特性
P4.1.3.6使用 CASSY 記錄發光二極管 (LED) 的電流-電壓特性

幾乎所有電子電路技術的各個方面都依賴於半導體元件。半導體二極管是其中最簡單的元件之一。它們由一個半導體晶體組成，其中 n 型區域與 p 型區域相鄰。捕獲載流子，即 n 型區域的電子和 p 型區域的“空穴”，在結處形成一個低導電性區域，稱為耗盡層。當電子或空穴被具有一定方向的外部電場從耗盡層中移除時，這個區域的大小會增加。這個電場的方向稱為反向方向。反向電場將相應的載流子驅入耗盡層，使電流更容易通過二極管。

在實驗 P4.1.3.1 和 P4.1.3.4 中，分別手動逐點 (P4.1.3.1) 或使用 CASSY 系統 (P4.1.3.4) 測量並繪製了矽二極管 (Si 二極管) 和鍺二極管 (Ge 二極管) 的電流-電壓特性。目的是比較兩種二極管在反向方向的電流和閾值電壓這兩個最重要的規格。

實驗 P4.1.3.2 和 P4.1.3.5 的目的是測量齊納二極管 (Z 二極管) 的電流-電壓特性。這裡特別關注反向方向的擊穿電壓，當達到這一電壓水平時，電流會突然增加。這一電流是由耗盡層中的載流子產生的，當它們被施加的電壓加速時，通過碰撞電離額外的半導體原子。

實驗 P4.1.3.3 和 P4.1.3.6 比較了紅外、紅色、黃色和綠色發光二極管的特性。