二極體之特性與測量
實驗目的
了解一般所使用的矽二極體之特性。
熟悉如何使用三用電表測試二極體之特性、好壞及特性曲線。
了解示波器 X-Y 模式的使用時機與方式。
實驗器材
三用電表、示波器、波形產生器、整流二極體、稽納二極體、電阻
一般二極體特性
二極體是一種將 P-N 接合體封裝結構，結構及電路符號如圖所示，其 2 根引線分別
為陽極(A)與陰極(K)，符號上的箭頭表示電流容易通過的方向，另一端則為阻擋電流通過。
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一般二極體具有單向導通的特性，理想狀態電流只能由陽極(A)流向陰極(K)，當外加
電壓正極接到二極體的陽極(A)，負極接到二極體陰極(K)時，只要超過順向偏壓的切入電
壓，二極體會呈現低阻力方式讓電流通過，此時稱為順向偏壓，若負極接到二極體的陽
極(A)，正極接到二極體陰極(K)時，二極體會呈現極高電阻狀態阻止電流通過，此時稱為
逆向偏壓，若一般二極體逆向偏壓超過容許耐壓值，二極體就崩潰損毀。
二極體電壓電流 V-I 特性
要了解二極體特性，可以使用 V-I 特性曲線，當二極體加入的順向偏壓時低於切入
電壓時，順向電流則無法經過二極體，而順向偏壓一旦超過切入電壓，順向電流就可以
用低電阻狀態通過二極體，切入電壓的大小取決於二極體的材質(矽約 0.6-0.7V，鍺約 0.20.3V 之間)，當二極體被加入逆向偏壓時，在未崩潰(損壞)前，逆向電流非常的小，當超
過容許耐壓值二極體就崩潰損毀，因此在選用二極體須注意其耐壓值與注意方向性，以
免損壞元件，此種二極體通常用於整流電路或防止逆向電流等用途。
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稽納二極體特性
稽納二極體是與一般二極體最大的不同在於提高 P-N 接合體摻雜的比例，限制二極
體通過的逆向電流，使的二極體可以穩定的工作於逆向電壓中，因此常用來作為穩壓使
用，所以又被稱為穩壓二極體，封裝結構及電路符號如圖所示，
稽納二極體電壓電流 V-I 特性
當稽納二極體加入的順向偏壓時低於切入電壓時，順向電流則無法經過二極體，而
順向偏壓一旦超過切入電壓，順向電流就可以用低電阻狀態通過二極體，此狀態與一般
二極體相同，當二極體被加入逆向偏壓時，逆向電壓小於崩潰電壓時，逆向電流非常的
小，也與一般二極體相同，然而當逆向偏壓超過崩潰電壓時，通過二極體的電流就會大
幅增加，當 I Z 在 I MIN 及 I MAX 之間時，V Z 電壓會保持不變，達到穩壓功能，不過 I Z 一但超
過 I MAX ，稽納二極體則會燒毀，因此需要在電路加入一個電阻，防止稽納二極體燒毀。
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實驗紀錄及表格
二極體偏壓測量
測量所有不同形式的二極體，利用三用電錶的二極體檔位，測量順向偏壓及逆向偏壓值
並填於表內，若無法測量請畫 X。
元件 一般二極體
偏壓
順向
逆向
偏壓值
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稽納二極體
發光二極體
順向
順向
逆向
逆向
二極體電壓電流 V-I 特性
利用麵包板完成圖中接線，R1 使用 1K，D 先使用一般二極體，Vin 使用波形產生器，
正弦波 10V P-P，500HZ，CH1 接到二極體 2 端，CH2 接到電阻 2 端(留意接頭極性)，先用
YT 模式，測量其波形，在使用游標功能，標示順向偏壓的電壓。
接下來示波器時基改用 X-Y 模式，此時 Ch1 輸入為 X 軸電壓，Ch2 輸入為 Y 軸電壓，
Y 軸用來模擬電流曲線，將 X 軸及 Y 軸調整至 0V 的基準線，並將 CH2 調整為反向顯示，
觀察二極體特性曲線，使用游標功能標示順向導通電壓，並紀錄於圖表。
將二極體改為稽納二極體重複上面步驟，並將波形產生器的電壓依次設定為 5V、
10V 及 15V，觀察二極體特性曲線，使用游標功能標示順向偏壓及逆向崩潰電壓，紀錄
於圖表中。
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二極體特性曲線 YT 模式(拍照或手繪均可)
二極體特性曲線 XY 模式(拍照或手繪均可)
稽納二極體特性曲線 XY 模式 5V(拍照或手繪均可)
稽納二極體特性曲線 XY 模式 10V(拍照或手繪均可)
稽納二極體特性曲線 XY 模式 5V(拍照或手繪均可)
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稽納二極體穩壓功能
利用麵包板完成圖中接線，R1 使用 500，ZD 使用稽納二極體，V 使用電源供應器
8V，先不接 R2 測量稽納二極體兩端電壓，之後將 V 調高到 12V，在測量稽納二極體兩
端電壓，確認穩壓功能正常工作後，在接上 R2 的 1K 電阻，測量 I 1 、I 2 及 I Z 電流，嘗試
計算是否與測量結果相近。
V
8V(未接 R2)
12V(未接 R2)
12V(接上 R2)
I1
I2
IZ
ZD 電壓
V=12V(接上 R2)
電流測量值
電流計算值
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