半导体

1. 观察半导体二极管形式的 p-n 结行为，并测量其电流-电压特性曲线。

1. 获取一个半导体二极管、一个发光二极管（LED）、一个电源、两个数字万用表、一个1 kΩ电阻、若干香蕉插头导线和连接器，以及一个温度计。
2. 观察半导体二极管，其一端应有一条色带。有色带的一侧为 "阴极"无标记的一侧为 "阳极".
3. 在连接任何电路元件之前，务必关闭电源。使用香蕉插头电缆，将电源的正极连接到电阻器的一端，再将电阻器的另一端连接到二极管的阳极。然后，将万用表置于电流表模式，连接至二极管的阴极，并将电流表的另一端连接到电源的负极，以完成电路。
4. 记录房间内的温度。
5. 将电源设置为输出5 V直流电，然后打开电源。
6. 将万用表的正极探针接二极管的阳极，负极探针接阴极。
7. 在此配置中，二极管被视为正向偏置，因此电路中应有电流通过，万用表应显示电压。记录万用表显示的电压值和电流值。
8. 调节电源以产生不同的电压。记录两个万用表上的电压和电流读数，此时万用表应仍分别并联和串联连接在二极管两端。
9. 对一系列电压重复上述步骤多次。每次重复时，同时记录环境温度。
10. 移除万用表并关闭电源。尽管这些电压未达到危险水平，但在处理电路元件时，始终最安全的做法是关闭电源。
11. 保持所有连接和设置不变，仅将二极管反向。此时阴极连接至此前阳极所连接的位置， 反之亦然 用于阳极。
12. 打开电源，将万用表重新连接到二极管两端，万用表的正极接线连接二极管的阳极，负极接线连接二极管的阴极。
13. 记录万用表显示的新电压和电流值。可能需要调整万用表的灵敏度。此时二极管处于反向偏置状态，因此仅有极微小的电流能够流过电路。
14. 使用肖克利二极管方程计算通过二极管的电流，该电流是二极管两端电压和二极管温度的函数。假设 i_星期六 = 4 10^-10 A.
15. 关闭电源，将二极管更换为LED。
16. LED 有两个引脚，较长的引脚为阳极，较短的引脚为阴极。观察 LED 在正向偏置和反向偏置配置下的情况。
17. 请注意，由于电流仅在发光二极管（LED）正向偏置时流过，因此只有在正向偏置配置下LED才会发光，而在反向偏置配置下将不发光。