【酱浦菌-模拟仿真】python模拟仿真PN结伏安特性

PN结的伏安特性

PN结的伏安特性描述了PN结在外部电压作用下的电流-电压行为。这种特性通常包括正向偏置和反向偏置两种情况。

正向偏置

当外部电压的正极接到PN结的P型材料,负极接到N型材料时,称为正向偏置。在这种情况下,外加的正向电压会削弱PN结的内建电场,使得耗尽区内的正负离子数量减少,内建电场和势垒电压降低,从而允许电流通过PN结。随着正向电压的增加,耗尽区进一步缩小,内建电场进一步削弱,导致通过PN结的电流急剧增加,呈现出指数增长的特性。这种现象被称为正向导通。

反向偏置

当外部电压的正极接到PN结的N型材料,负极接到P型材料时,称为反向偏置。在这种情况下,外加的反向电压会增强PN结的内建电场,使得耗尽区内的正负离子数量增加,内建电场和势垒电压增强,从而阻止电流通过PN结。随着反向电压的增加,耗尽区进一步扩大,内建电场进一步加强,导致通过PN结的电流减少到一个非常小的值,即反向饱和电流。当反向电压增加到一定程度时,耗尽区内的载流子数量会急剧增加,导致反向电流急剧增大,这种现象称为反向击穿。

仿真代码

python 复制代码
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# 定义变量
U_T = 26  # 热电压 U_T 单位 mV
I_S = 10  # 饱和电流 I_S 单位 A
U_D = np.linspace(-500, 500, 1000)  # 漏电压 U_D 从 0 到 50 mV 均匀分布

# 计算漏电流 i_D
i_D = I_S * (np.exp(U_D/U_T) - 1)

# 设置中文字体,以便在图表上显示中文
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['Microsoft YaHei']  # 微软雅黑
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False  # 解决负号显示问题

# 绘制图像
plt.figure(figsize=(10, 6))
plt.plot(U_D, i_D, label='漏电流 i_D (A)')
plt.title('PN结的漏电流 vs 漏电压')
plt.xlabel('漏电压 U_D (mV)')
plt.ylabel('漏电流 i_D (A)')
plt.legend()
plt.grid(True)
plt.show()

运行结果如下:

相关推荐
dbdr090113 小时前
Linux 入门到精通,真的不用背命令!零基础小白靠「场景化学习法」,3 个月拿下运维 offer,第二十六天
linux·运维·服务器·网络·python·学习
花花无缺13 小时前
python自动化-pytest-用例发现规则和要求
后端·python
YUELEI11814 小时前
langchain 提示模版 PromptTemplate
python·langchain
东方不败之鸭梨的测试笔记14 小时前
LangChain: Models, Prompts 模型和提示词
人工智能·python·langchain
AI Echoes14 小时前
别再手工缝合API了!开源LLMOps神器LMForge,让你像搭积木一样玩转AI智能体!
人工智能·python·langchain·开源·agent
AI Echoes14 小时前
从零构建企业级LLMOps平台:LMForge——支持多模型、可视化编排、知识库与安全审核的全栈解决方案
人工智能·python·langchain·开源·agent
beijingliushao15 小时前
58-正则表达式
数据库·python·mysql·正则表达式
陈敬雷-充电了么-CEO兼CTO15 小时前
具身智能多模态感知与场景理解:融合语言模型的多模态大模型
人工智能·python·gpt·语言模型·自然语言处理·chatgpt·多模态
荔枝吻15 小时前
【AI总结】Python BERT 向量化入门指南
人工智能·python·bert
张子夜 iiii15 小时前
传统神经网络实现-----手写数字识别(MNIST)项目
人工智能·pytorch·python·深度学习·算法