晶體二極管伏安特性曲線課件

實驗二元件伏安特性的研究本實驗主要使用數(shù)字電壓表和數(shù)字電流表，利用伏安法對電學(xué)元件的特性進(jìn)行研究和分析，區(qū)別線性和非線性元件的特征，通過本實驗的訓(xùn)練達(dá)到熟悉儀表的使用，掌握電路的連接方法和利用圖象處理數(shù)據(jù)的能力。實驗二元件伏安特性的研究本實驗主要使用數(shù)1【實驗?zāi)康摹?/p>

1、熟悉理解電學(xué)儀器的一上些常用技術(shù)指標(biāo)，并能掌握其使用方法。

2、訓(xùn)練用回路接線法看圖接線。能夠熟練聯(lián)接電路。

3、學(xué)會用列表法記錄數(shù)據(jù)并分析其變化規(guī)律。4、了解非線性元件，如二極管的伏安特性，正向?qū)щ姾头聪蚪刂沟脑?，理解其用途?/p>

【實驗?zāi)康摹?、熟悉理解電學(xué)儀器的一上些常用2【實驗原理】

電學(xué)元件兩端加上直流電壓U，在元件內(nèi)就會有電流I通過，通過元件的電流與端電壓之間的關(guān)系稱為電學(xué)元件的伏安特性。若以電壓U為橫坐標(biāo)，以電流I為縱坐標(biāo)，作出電流I隨電壓U變化的關(guān)系曲線，稱為元件的伏安特性曲線。

對于碳膜電阻、線統(tǒng)電阻等電學(xué)元件，在通常情況下，其伏安特性曲線是一直線，如圖2-5所示。這類元件稱為線性元件，其電阻稱為線性電阻，它的電阻值等于該直線斜率的倒數(shù)。若電流大小不隨電壓成正比變化。其伏安特性曲線如圖2-6所示。伏安特性曲線為非直線的元件稱為非線性元件，其電阻稱為非線性電阻（如晶體二極管）。圖2-5

圖2-6

【實驗原理】電學(xué)元件兩端加上直流電壓3【實驗儀器】

滑線變阻器，電阻箱

直流電壓表直流電流表

直流穩(wěn)壓電源，開關(guān)

【實驗儀器】滑線變阻器，電阻箱直流電壓表直4【實驗步驟】

一、測繪線性電阻的伏安特性曲線

1、按圖2-8采用回路接線法接線。即按箭頭所指的方向，由回路I的M點開始連線，連至N點，再依次連接回路II回路III。電源在最后接入電路，接入電路時開關(guān)呈斷開狀態(tài)。連線后，接回路I、II、III的順序復(fù)查電路接線是否正確；電源和電表的正、負(fù)極是否接對；電表的量程是否合適；滑線變阻器的滑動端位置是否恰當(dāng)（應(yīng)先放在B處）等。再經(jīng)教師檢查認(rèn)可后方能閉合開關(guān)K，如一切正常，即可開始實驗。2、調(diào)節(jié)變阻器的滑動端C，使電壓從零開始逐步增大，讀出相應(yīng)的電壓、電流值，記入表2-1中。3、以電壓U為橫坐標(biāo)，電流I為縱坐標(biāo)，作出電阻的伏安特性曲線。用圖解法求電阻值RL，并與其準(zhǔn)確值RLO（其值由實驗室給出）比較，計算相對誤差。

圖2-8

【實驗步驟】一、測繪線性電阻的伏安特性曲5【實驗步驟】

二、測繪晶體二極管伏安特性曲線

1、測二極管的正向伏安特性按圖2-9電路接線，圖中R為二極管的限流電阻，電壓表量程取1V左右，電壓從零緩慢地增加，每隔0.10V讀數(shù)一次，將相應(yīng)的電壓、電流值記入表2-2中。（當(dāng)電流值變化較快時，應(yīng)增加測量點）2、測二極管的反向伏安特性按圖2-10電路接線，將毫安表換成微安表，電壓表取比1V大的量程。調(diào)節(jié)變阻器的滑動端C，逐步增大電壓，從零開始每隔1V讀數(shù)一次，將相應(yīng)的電壓、電流值記入表2-2中。3、以電壓U為橫坐標(biāo)，電流I為縱坐標(biāo)，作二極管的正、反向伏安特性曲線。由于正向電流讀數(shù)為mA，反向電流讀數(shù)為μA，在縱坐標(biāo)的上半段和下半段坐標(biāo)紙每小格代表的電流值可以不同，但必須分別標(biāo)清楚。圖2-9

圖2-10

【實驗步驟】二、測繪晶體二極管伏安特性曲6【注意事項】

1、每次連接線路時要斷開電源，不要帶電操作。聯(lián)接好電路后，應(yīng)仔細(xì)檢查線路，防止電源和電流表短路。實驗時，若有短路現(xiàn)象，應(yīng)立即切斷電源！?。?、測量時，應(yīng)緩慢增加電流，讀取數(shù)據(jù)（電流和電壓值），拆線時應(yīng)先切斷電源，并拆除電源一端連線后，再拆其它導(dǎo)線，防止電源短路。3、測量晶體二極管正向伏安特性時，首先應(yīng)測定晶體二極管正向?qū)щ姇r的導(dǎo)通電壓，毫安表讀數(shù)不得超過二極管允許通過的最大正向電流值（該值由實驗室給出）。4、測量晶體二極管反向伏安特性時，加在二極管上的電壓不得超過二極管允許的最大反向電壓值（該值由實驗室給出）?！咀⒁馐马棥?、每次連接線路時要斷開電源，不7【數(shù)據(jù)記錄表】

表2-1線性電阻的測量電流表量程

mA；準(zhǔn)確度等級

；內(nèi)阻

。電壓表量程

V；準(zhǔn)確度等級

；內(nèi)阻

。表2-2非線性電阻的測量毫安表量程

mA；準(zhǔn)確度等級

；內(nèi)阻

。電壓表量程

V；準(zhǔn)確度等級

；內(nèi)阻

。正向特性U/V

I/A

待測電阻的標(biāo)稱值RLb

;

微安表量程

μA；準(zhǔn)確度等級

；內(nèi)阻

。電壓表量程

V；準(zhǔn)確度等級

；內(nèi)阻

。反向特性【數(shù)據(jù)記錄表】表2-1線性電阻的測量表2-28直流電壓表的使用

直流電壓表是由表頭和一高電阻串聯(lián)而成，用于測量電路中兩點間電壓的大?。闹饕夹g(shù)指標(biāo)有：1、量程即指針偏轉(zhuǎn)滿刻度時的電壓值。直流電壓表分伏特表、毫伏表

等，一般為多量程的。2、內(nèi)阻即電表兩端間的電阻同一電壓表的不同量程，其內(nèi)阻亦不同。

但是，由于各量程的每伏歐姆數(shù)都相同，所以電壓表的內(nèi)阻一般用

Ω/V統(tǒng)一表示。各量程的內(nèi)阻可用下式計算：

內(nèi)阻=量程×每伏歐姆數(shù)直流電壓表的使用直流電壓表是由表頭和一高電阻串聯(lián)而9直流電流表的使用直流電流表是由表頭和一低電阻并聯(lián)而成。用于測量電路中電流的大小。它的主要技術(shù)指標(biāo)有：1、量程：即指針偏轉(zhuǎn)滿刻度時的電流值．直流電流表分安培表、毫安表、微安表等，一般為多量程的。2、內(nèi)阻一般安培表內(nèi)阻都在0.1Ω以下，毫安表、微安表的內(nèi)阻可達(dá)幾百歐姆到幾千歐姆。使用電表時應(yīng)注意以下幾點：

1、零點調(diào)整測量前，先檢查電表指針是否指零。如不指零，用改錐細(xì)心地調(diào)節(jié)零點調(diào)整螺絲，使指針指零。2、選擇量程根據(jù)待測電流（或電壓）的大小，選擇合適量程的電流表（或電壓表）進(jìn)行測量。如果選擇的量程小于電路中的電流（或電壓）值，會使電表損壞；如果選擇量程太大的表，指針偏轉(zhuǎn)角度太小，讀數(shù)就不準(zhǔn)確。若測量值的范圍不知，應(yīng)先選用大量程的表試測，再根據(jù)試測值，選用合適的量程，盡量使指針指示在滿量程的三分之二以上。3、電表的連接電流表必須串聯(lián)在待測電路中；電壓表必須與被測電壓的兩端并聯(lián)。

直流電流表的使用直流電流表是由表頭和一低電阻并聯(lián)而成。用于104、電表的極性直流電壓表和電流表在接線時必須讓電流從表的“＋”極流入，從“－”極流出，切不可把極性接錯，以免損壞指針。5、電表的安放應(yīng)按電表表面符號正確安放電表。如符號II，表示應(yīng)水平安放，否則電表指示值不準(zhǔn)確。6、避免讀數(shù)視差讀數(shù)時，必須使視線垂直于刻度表面。精密的電表刻度尺下方裝有平面鏡，當(dāng)指針在鏡中的像與指針重合時，所對準(zhǔn)的刻度才是電表的準(zhǔn)確讀數(shù)。7、正確讀數(shù)設(shè)電表的量程為Im（或Vm），電表的準(zhǔn)確度等級為K，則用該表進(jìn)行測量時的可能引起的最大誤差ΔIm（或ΔVm）按下式計算或讀數(shù)時，應(yīng)讀到有誤差的一位上。例如0.5級量程為150mA的電流表，其

≈0.8mA，則用此量程測量電流時，讀數(shù)應(yīng)讀到小數(shù)點后一位。

使用電表時應(yīng)注意以下幾點：

4、電表的極性直流電壓表和電流表在接線時必須讓電流從表的11滑線變阻器及電阻箱的使用滑線變阻器是用來控制電路中的電壓和電流的。其構(gòu)造如圖2－1（a）所示．移動中間觸點C的位置，可改變AC或BC之間的電阻值，其在電路中表示為圖2－1（b）。它的主要技術(shù)指標(biāo)有：1、全電阻即AB之間的電阻。2、額定電流即變阻器允許通過的最大電流。使用時不得超過該值?；€變阻器有兩種用法：1、限流電路如圖2-2所示，當(dāng)滑動C時，整個回路的電阻改變了，因此回路中電流也改變，所以它能控制電路中電流的大小。該電路稱為限流電路。2、分壓電路如圖2-3所示，接通電源后，UAB＝UAC＋UCB．加在負(fù)載電阻RL上的輸出電壓UCB取自UAB的一部分，隨著觸點C的位置變化，UCB大小可調(diào)。該電路稱為分壓電路。圖2-2

圖2-3滑線變阻器及電阻箱的使用滑線變阻器是用來控制電路中的電壓和12電阻箱旋轉(zhuǎn)式電阻箱面板圖如圖2-4所示。它是由電阻溫度系數(shù)較小的錳鋼絲繞制的標(biāo)準(zhǔn)電阻串聯(lián)而成。旋轉(zhuǎn)電阻箱上的旋鈕，可以得到不同的電阻值。例如圖2－4各旋鈕所處位置表示的總電阻為4×10000＋3×l000＋2×100＋2×10＋9×l＋0×0=43229.0Ω）。上部有四個接線柱，*與0.9Ω兩接線之間的電阻值調(diào)節(jié)范圍為0~0.9Ω。*與9.9Ω兩接線柱間的電阻值凋節(jié)范圍為0~9.9Ω；余者類推。在使用時，如果只需要在0~9.9Ω范圍內(nèi)改變阻值，則應(yīng)選用*與9.9Ω接線柱。這樣做，可以避免在電阻箱其余部分的接觸電阻和導(dǎo)線電阻給低電阻帶來的誤差影響。圖2-4

電阻箱的技術(shù)指標(biāo)有：1、總電阻即最大電阻。如圖2-4所示電阻箱的總電阻為99999.9Ω。2、額定功率（或額定電流）指電阻箱中每只電阻的功率額定值（或允許通過的最大電流）。使用中為了確保示值的準(zhǔn)確性和儀器的安全，不得超過其額定功率（或額定電流）。若將一電阻箱的幾擋聯(lián)用，額定電流應(yīng)取各擋額定電流中的最小值。電阻箱的銘牌上均標(biāo)出了各擋的額定電流值。實驗過程中若需要改變電阻值時，注意不要使電阻箱電阻值變?yōu)榱?，以免損壞電路中其它儀表。例如將900Ω改變?yōu)?000Ω，應(yīng)先將×1000的旋鈕轉(zhuǎn)到“1”位置，再將×100的旋鈕轉(zhuǎn)到“0”位置。3、電