实验一伏安法测二极管的特性.docVIP

PAGE  PAGE 3 实验一、伏安法测二极管的特性 一、实验目的 1、学习用伏安法测量二极管的伏安特性的方法 2、理解伏安法电路中电流表内接和外接两种方法 3、了解二极管的伏安特性 二、实验仪器和用具 直流稳压电源、直流电流表、直流电压表、滑线变阻器、可变电阻箱、微安表、开关、待测二极管． 三、实验原理 1．伏安特性曲线 v I 图1 二极管伏安特性曲线 当一个元件两端加上电压，元件内有电流通过时，电压与电流之比称为该元件的电阻，以电压 为横坐标 ，以电流 为纵坐标， 作出 图线， 叫该元件的伏安特性曲线，若一个元件两端的电压与通过它的电流成比例，则伏安特性曲线为一条直线，这类元件称为线性元件。若元件两端的电压与通过它的电流不成比例，则伏安特性曲线不再是直线，而是一条曲线，这类元件称为非线性元件。 二极管就是一种非线性元件，二极管伏安特性 曲线上各点的电压和电流的比值并不是一个常量。 显然，此时说这个元件的阻值是多少意义是不明确 的，只有电压和电流均为确定值时，才有确定的意 义。或者说，任何一个阻值都不能表明这个元件的 电阻特性。故一般均用伏安特性曲线来反映非线性 元件的这种特性。 二极管的伏安特性曲线可用图1所示特性 曲线来描绘。 2、二极管伏安特性的测定 用伏安法测量二极管的特性实验操作线路图如图2和图3所示, 是为分压器，既是分压器又是限流器，改变滑线变阻器、的阻值可改变二极管两端的电压,用电压表测出二极管两端的电压，同时用电流表测出流过该二极管的电流,实验中可以测出一系列对应值 与 ，以电压 为横坐标 ，以电流 为纵坐标， 作出 图线， 叫二极管的伏安特性曲线。 + _ + _ + _ 图2 正向伏安特性接线电路图 mA表从75mA开始 + _ 图3 反向伏安特性接线电路图 μA表:15μA或50μA + _ + _ + _ 图3 反向伏安特性接线电路图 μA表:15μA或50μA + _ + _ 3、电流表的连接和接入误差 （1）电流表外接 图2中，电流表测出的是通过二极管和电压表的电流之和，电压表的接入产生了电流的测量误差，即，因。相对误差很小。 （2）电流表内接 图3中，电流表测出的是通过二极管的电流，但电压表测出的二极管和电流压表的电压之和，电流表的接入产生了电压的测量误差，即，因。相对误差很小。 所以，若待测对象的电阻小，选电流表外接；若待测对象的电阻大，选电流表内接。 故，测二极管的正向伏安特性，小，电流表外接； 测二极管的反向伏安特性，大，电流表内接。 四、实验内容和方法 1、测二极管的正向伏安特性： + _ + _ + _ 图2 正向伏安特性接线电路图 mA表从75mA开始 （1）按图2接好线路。预置滑线变阻器，使电压表的读数为零。电表的量限选择要适当，注意电表的极性！ （2）经教师检查线路后，接通电源，改变滑线变阻器的阻值，缓慢增加电压，使电压V从0.06V～0.6V变化(在电流变化大的地方，电压间隔应取小些)读出相应的电流值, 实验从0.06V开始，每隔0.06V读数一次，直到电流达到30mΑ为止。并记入表1中，最后断开电源。 表1 V(v)0.060.120.180.240.300.360.420.480.540.60I(mA) 2、测二极管的反向伏安特性 + _ 图3 反向伏安特性接线电路图 μA表:15μA或50μA + _ + _ (1) 按图3接好线路，电流表改为微安表，预置滑线变阻器，使电压表的读数为零。 (2) 经教师检查线路后，接通电源，改变滑线变阻器的阻，逐渐增加电压，V从1.5V～15V变化读出相应的电流值，实验从1.5V开始，每隔1.5V读数一次，并记入表2中。 表2 V(v)1.534.567.5910.51213.515I(μA) 五、数据处理和实验报告的要求 1、详细记录实验步骤、方法和实验数据。 2、利用表1、表2中测得的正、反向电压和电流的数据，在同一张坐标纸上描绘出二极管的伏安特性曲线。由于正向电流读数为毫安，反向读数为微安，在纵轴上半段和下半段坐标纸上每小格所代表电流值可不同,但必须标注清楚。 3、由表2的数据求出二极管的反向饱和电流的值。 当，，当到达时，不随的而，为一个定值，叫二极管的反向饱和电流。 4、由测得的二极管的伏安特性曲线 图线，指出二极管有那些特性。 5、由表1的数据求出二极管的正向导通电压（正向电压降） 当时，，当，，当到时，使，称为二极管的正向导通电压，一般为0.2~0.7。