【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
数据知道1 分钟前
PostgreSQL实战:详解如何用Python优雅地从PG中存取处理JSON
python·postgresql·json
ZH154558913114 分钟前
Flutter for OpenHarmony Python学习助手实战:面向对象编程实战的实现
python·学习·flutter
玄同76514 分钟前
SQLite + LLM:大模型应用落地的轻量级数据存储方案
jvm·数据库·人工智能·python·语言模型·sqlite·知识图谱
User_芊芊君子19 分钟前
CANN010:PyASC Python编程接口—简化AI算子开发的Python框架
开发语言·人工智能·python
白日做梦Q30 分钟前
Anchor-free检测器全解析:CenterNet vs FCOS
python·深度学习·神经网络·目标检测·机器学习
喵手44 分钟前
Python爬虫实战:公共自行车站点智能采集系统 - 从零构建生产级爬虫的完整实战(附CSV导出 + SQLite持久化存储)!
爬虫·python·爬虫实战·零基础python爬虫教学·采集公共自行车站点·公共自行车站点智能采集系统·采集公共自行车站点导出csv
喵手1 小时前
Python爬虫实战:地图 POI + 行政区反查实战 - 商圈热力数据准备完整方案(附CSV导出 + SQLite持久化存储)!
爬虫·python·爬虫实战·零基础python爬虫教学·地区poi·行政区反查·商圈热力数据采集
熊猫_豆豆1 小时前
YOLOP车道检测
人工智能·python·算法
nimadan121 小时前
**热门短剧小说扫榜工具2025推荐,精准捕捉爆款趋势与流量
人工智能·python
默默前行的虫虫1 小时前
MQTT.fx实际操作
python