伏安发测二极管的特性

实验目的

1．掌握测量伏安特性的方法

2．了解二极管的伏安特性

3．掌握分压器和限流器的使用方法

实验仪器

稳压电源、检流计、电流表、电压表、滑线变阻器、电阻箱、电键、待测二极管

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，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电阻元件的这种特性。

二极管的伏安特性曲线可用图（一）所示特性曲线来描绘。

图（一） 二极管伏安特性曲线

图（二）二极管正向特性测试线路

2．二极管伏安特性的测定

用伏安法测量二极管的特性可采用图（二）所示的线路，当检流计G指

零时，电压表V指示着二极管两端的正向电压值，电流表A指示着流过二极管的正向电流。R0为限流器（即电阻箱），改变电阻箱的阻值可改变正向电流值。R1为限流器，R2为分压器，改变R1和R2可输出不同的电压值，并由电压表指示，目的是与二极管两端的电压进行比较，如果G指示为零，电压表指示值就是二极管端压U。通常R1值越大，可测量的U越小，R1值很小甚至为零，可测量较大的U值。此外R1的微小调节可使电压表V指示值（即输出电压值）有微小的变化，常称为电压微调电阻。

如果将稳压电源E的极性反向连接，按上述相同方法测量，也可得到表征二极管的反向特性。

实验内容

1．按图（二）接好线路。并预置R0为最大值，R1为最大值，R2的输出为零。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，缓慢增加电压，使电压U从0.1V～0.7V(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。最后断开电源。

3．为测反向特性，将图（二）中电源极性反接，接通电源，逐渐增加电压，U从1V～9V读出相应的电流值。

4．利用测得的正、反向电压和电流的数据，描绘出二极管的伏安特性曲线。由于正向电流读数为毫安，反向读书为微安，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。

注意事项

1.测晶体二极管的正向伏安特性时，毫安表读数不得超过二极管允许通过的最大正向电流值。

2.测二极管的反向伏安特性时，加在二极管上的电压不得超过管子允许的最大反向电压。

实验时，如果违反上述人一条规律，都将会损坏晶体管。

思考题

1．如果没有检流计，试画出二极管特性测试的线路图，并说明线路图中存在的系统误差。

2．二极管伏安特性的测试线路中，电压表能否直接连在二极管的两个端点？检流计的作用是什么？

3．你对R0、R1、R2的调节有什么体会？各自的主要功能是什么？

第二篇：伏安法测二极管特性曲线,大学物理实验,预习报告(完整版)

一, 实验目的：

a.      用伏安法测量时的误差考虑。

b.      学习半导体二极管的伏安特性。

二，实验仪器：

安培计，伏特计，变阻器（或电位器），直流电源，待测二极管（2AP型），开关等

三，实验原理：

1．二极管简介：

半导体二极管的核心是一个PN结，这个PN结处在一小片半导体材料的P区与N区之间（如图3-1-1），它由这片材料中的P型半导体区域和N型半导体区域相连所构成。连接P型区域的引出线称为P极，连接N型区域的引出线称为N极。当电压加在PN结上时，若电压的正端接在P极上，电压的负端接在N极上（如图3-1-2），称这种连接为“正向连接”；反之，档PN结的两极反向连接到电压上时为“反向连接”。 正向连接时，二极管很容易导       

                       

图3-1-1                              图3-1-2

通，反向连接时，二极管很难导通。我们称二极管的这种特性为单向导电性。实验工作中往往利用二极管的单向导电性进行整流、检波、作电子开关等。

2． 二极管的伏安特性曲线

 二极管电流随外加电压变化的关系曲线称为伏安特性曲线。二极管的伏安特性曲线如图3-1-3和图3-1-4所示。这两个图说明了二极管的单向导电性。由图可见，在正向区域，锗管和硅管的起始导通电压不同，电流上升的曲线斜率也不同。

 

               图3-1-3                                      图3-1-4

利用绘制出的二极管的伏安特性曲线，可以计算出二极管的直流电阻及表征其它特性的某些参数。二极管直流电阻（正、反向电阻）R等于该管两端所加的电压U与流过它的电流I之比，即R=U/I。R是随U的变化而变化的。我们通常用万用表所测出的二极管的电阻为某一特定电压下的直流电阻。

四，实验内容和步骤：

1.  用伏安法正向特性曲线和反向特性曲线进行测量

(1)测定正向特性曲线

 打开电源开关,将电源电压调到最小，然后接通线路，逐步减少限流电阻，直到毫安表显示1.9999mA为止，记下相应的电流和电压。然后调节电流和限流电阻，将电压表的最后一位读数调为0，记录电压，电流；以后按每降低0.010V测一次数据,直至伏特表读数为0.5500V为止,正向电流不用修正。

(2)测定反向曲线

正确改接线路后,接通线路开关,将电源电压调至最大,逐步减小限流电阻,直到毫安表显示1.9999mA为止，记下相应的电流和电压。然后调节电源电压或限流电阻，在将电流调为1.8006mA，1.6006mA，1.4006mA，…的情况下，记录相应的电压；其中0.0006 mA为伏特表的电流，记录电流时应自行减去。