伏安法测二极管的特性

实验三 伏安法测二极管的特性电路中有各种电学元件，如线性电阻、半导体二极管和三极管，以及光敏、热敏和压敏元件等。知道这些元件的伏安特性，对正确地使用它们是至关重要的。利用滑线变阻器的分压接法，通过电压和电流表正确地测出它们的电压与电流的变化关系称为伏安测量法（简称伏安法）。伏安法是电学中常用的一种基本测量方法。1、教学目标（1）了解分压器电路的调节特性；（2）掌握测量伏安特性的基本方法；（3）了解二极管的正向伏安特性。2、实验原理2.1 电学元件的伏安特性 在某一电学元件两端加上直流电压，在元件内就会有电流通过，通过元件的电流与端电压之间的关系称为电学元件的伏安特性。在欧姆定律U=IR式中，电压U的单位为V，电流I的单位为A，电阻R的单位为。一般以电压为横坐标和电流为纵坐标作出元件的电压电流关系曲线，称为该元件的伏安特性曲线。VA图1 非线性元件的伏安特性对于碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻等电学元件，在通常情况下，通过元件的电流与加在元件两端的电压成正比关系变化，即其伏安特性曲线为一直线。这类元件称为线性元件。半导体二极管、稳压管等元件，通过元件的电流与加在元件两端的电压不成线性关系变化，其伏安特性为一曲线。这类元件称为非线性元件，如图1所示为某二极管元件的伏安特性。在设计测量电学元件伏安特性的线路时，必须了解待测元件的规格，使加在它上面的电压和通过的电流均不超过额定值。此外，还必须了解测量时所需其它仪器的规格（如电源、电压表、电流表、滑线变阻器等的规格），也不得超过其量程或使用范围。根据这些条件所设计的线路，可以将测量误差减到最小。2.2 二极管测量电路的比较与选择图3测晶体二极管正向特性K B A 图2测晶体二极管正向特性电路mA V C + -E D 电路的比较和说明可参考教材p56自己分析。3、实验室提供的仪器和用具直流电源，滑线变阻器（1A，190），直流电压表（0.5级，1.5-15V四量程），直流电流表（0.5级，25-50mA二量程），两个电阻箱（ZX21型），直流检流计（AC5型），待测二极管，单刀双掷开关及导线若干等。4、实验内容测定二极管正向伏安特性，并作出伏安特性曲线主要步骤：（1）连线前，先记录所用晶体管型号和主要参数（即最大正向电流和最大反向电压）。（锗管的最大正向电流一般16-50mA，最大反向电压为20-75V）（2）然后用万用表欧姆档测量其正、反向阻值，从而判断晶体二级管的正、负极（万用表处于欧姆档时，负笔为正电位，正笔为负电位。指针式、数字式则相反）。 想一想如何利用万用表判别二极管的正负极？还有其它判别二极管极性的办法吗？ （3）以后按照教材p57的“步骤和要求”进行。5、数据处理表1二极管正向伏安特性曲线测定测量序数12345678U（V）I（mA）表2二极管反向伏安特性曲线测定测量序数12345678U（V）I（mA）数据处理要求：1、按表1、2的数据进行等精度作图，画出二极管正向伏安特性曲线。2、对正向特性表1的数据进行线性拟合，验证二极管方程。（常温下，UT=26mV）