实验一.伏安法测二极管的特性
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
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 V 为横坐标 ,以电流 I 为纵坐标, 作出 V_I 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 图1 二极管伏安特性曲线
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, R2是为分压器,R1既是分压器又是限流器,改变滑线变阻器R1、R2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V 与 I ,以电压 V 为横坐标 ,以电流 I 为纵坐标, 作出 V_I 图线, 叫二极管的伏安特性曲线。
KE3KE30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 1 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IV,即IDIIV,因IDIV。相对误差IV/ID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VA,即VDVVA,因VDVA。相对误差VA/VD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,RD小,电流表外接;
测二极管的反向伏安特性,RD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:
(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!
K
E3
图2 正向伏安特性接线电路图 mA表从75mA开始
(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。
2、测二极管的反向伏安特性
(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。
K E30
图3 反向伏安特性接线电路图
μA表:15μA或50μA 2
(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。
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V,I,当I到达IC时,IC不随V的而,IC为一个定值,IC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V_I 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V0时,I0,当V,I0,当V到VV0时,使I0,V0称为二极管的正向导通电压,一般为0.2~0.7V。
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