实验一、伏安法测二极管特性

实验时间：   2012.   .  

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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。

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实验四.伏安法测二极管的特性

一.实验目的

1.了解二极管的基本特性

2.掌握用伏安法测二极管的方法

3.了解接入误差概念，正确掌握选择及其修正

二.实验仪器及其用法

BZX稳压器   1750Ω 0.3滑线变阻器    5V电压表

MF-47型万用表（做电流表之用）  双刀双掷开关

HY1711-3s0多路直流稳压电源    导线若干

三.实验原理

二极管有限流，检波，稳压之用，其分类依据之一是伏安特性曲线，研究二极管的伏安特性，是指当在二极管两端加电压后，通过二级管的电流随加电压的变化关系，绘变化关系用图线表示出来即为伏安特曲线，由于二级管是非线性元件，有非负相关性，且共阻值随电压而变，还与连接方式有关，因而有正向伏安特性（正向连接时）和反向伏安特性（反向连接时），如图所示

由图中看出，在小电压（1V以内）

范围内，二极管的正向电流变化大，反向

电流接近于零，这正是所谓的单向导电性，

同时也说明二极管正向电阻小，反向电阻大，

（注意都是动态的），这是判断二极管正负极

的依据，但注意条件是小电压范围，一旦电压较大，反向电压达到击穿电压时（见图中反向-3伏位置），电流将会猛增。实验中分别加正向与反向，通过双变电压，测电流对应值从而验证上述结论。

但要同时测二极管两端电压仅通过二极管的电流，测二极管与电压表，电流表的连接方式就有两种，见图

如直接从表上读数来作为二极管的电压和电流，二种解法均存在误差，称为接入误差，分析如下：

1.内接法

由图可见，电流表指示数值确为通过二极管的电流值，但电压表指示数值却不是二极管两端电压值，而是与电流表两端的电压之和，即测电压示数：V=+

显然误差就是，即由于电流表的接入造成了电压的测量误差，故称为接入误差，这是一种系统误差，若知道电流表内阻，系统误差可计算出来并加以消除，方法如下：

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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  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。

 

3、电流表的连接和接入误差

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实验四 伏安法测二极管的特性

   若电阻元件的伏安特性曲线呈直线型的，称为线性电阻，若呈曲线型的，称为非线性电阻。如点亮的白炽灯泡的的钨丝、热敏电阻、光敏电阻、半导体二极管和三极管等都是曲线型的非线性电阻元件。非线性电阻伏安特性所反映出来的规律，总是与一定的物理过程相联系的。利用电阻元件的非线性特性研制出了各种新型传感器、换能器，在温度、压力、光强等物理检测和自动控制方面有着广泛的应用。

一、 实验目的     

    1．了解电磁学实验中基本仪器的性能和使用方法．

    2．掌握电路联结方法和制流、分压电路的性能和特点．

3．掌握电磁学实验的操作规程与安全知识．

    4．掌握伏安法测量电阻的方法和电表接入误差的修正。

5．掌握实验数据的图示法，获取有关物理量的动态信息，如二极管电阻的动态特性。 

    二、仪器与用具      

    直流电压表、直流电流表()、电阻箱、滑线变阻器、直流稳压电源、万用电表、非线性电阻元件（锗二极管）、开关、导线等．

    三、 实验原理

    1．基本仪器的认识

(1) 观察实验台上电表板面，并填好下表

       (2)观察电阻箱(ZX21型)板面，并填好下表 

       (3)观察直流稳压电源板面，并填好下表

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二极管伏安特性曲线测量实验报告

一、实验题目：

    二极管伏安特性曲线测量

二、实验目的：

       1、先搭接一个调压电路，实现电压1-5V连续可调

2、在面包板上搭接一个测量二极管伏安特性曲线的电路

3、测量二极管正向和反向的伏安特性，将所测的电流和电压列表记录好。

4、 用excel或matlab画二极管的伏安特性曲线

三、实验摘要：

     1、在面包板上搭接一个测量二极管伏安特性曲线的电路

      2、测量二极管正向和反向的伏安特性，将所测的电流和电压列表记录好

四、实验仪器：

    1、示波器

    2、函数发生器

    3、数字万用表

    4、面包板，稳压二极管，100欧电阻，电位器，导线，可调直流电压源

五、实验原理：

   

    示波器是可以直接观察电信号的波形的一种用途广泛的电子测量仪器，可以测电压的大小、信号的周期、相位差等。一切可以转化为电压的电学量和非电学量，都可以用示波器来观察和测量。

    设计一个测量二极管两端电压和电流的电路。通过万用表测量出数据，画出伏安特性曲线并验证。用函数信号发生器产生一个信号，测量二极管两端的信号。

原理图：

六、实验步骤及数据

    为防止电流过高烧毁电路，使用了一个100欧姆的保护电阻。用万用表测量不同阻值下二极管两端的电压和通过二极管的电流值，观察并记录数据。为保证精确度，多测量几组数据

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二极管伏安特性曲线的测量

实验报告

实验摘要

1. 实验内容简介

1搭接一个含电位器的调压电路，实现电压1-5V连续可调； ○

2在面包板上搭接一个测量二极管伏安特性曲线的电路； ○

3连接直流电压源，测量二极管的正向伏安特性，记录数据并作○

出图形；

4给二极管测试电路的输入端加Vp-p=3V、f=100Hz的正弦波，○

用示波器观察该电路的输入输出波形（未做）。

2. 名词解释

电位器

电位器是具有三个引出端、阻值可按某种变化规律调节的电阻元件。电位器通常由电阻体和可移动的电刷组成。当电刷沿电阻体移动时，在输出端即获得与位移量成一定关系的电阻值或电压。电位器既可作三端元件使用也可作二端元件使用。后者可视作一可变电阻器。

二极管

二极管又称晶体二极管,简称二极管(diode)，另外，还有早期的真空电子二极管；它是一种能够单向传导电流的电子器件。在

半导体二极管内部有一个PN结两个引线端子，这种电子器件按照外加电压的方向，具备单向电流的传导性。

面包板

面包板是专为电子电路的无焊接实验设计制造的。由于各种电子元器件可根据需要随意插入或拔出，免去了焊接，节省了电路的组装时间，而且元件可以重复使用，所以非常适合电子电路的组装、调试和训练。

实验目的

1. 通过对二极管正向电流电压的测量，更直观的感受二极管的正向导电性；

2. 熟悉对电位器的使用，方便之后的实验教学与安排；

3. 使用示波器和函数信号发生器，复习之前的操作。

实验环境（仪器用品等）

实验地点：

实验时间：

实验仪器与元器件：二极管、镊子、数字万用表、面包板、电阻、导线若干、实验箱、电位器、函数信号发生器、示波器等

本次实验的电路图如下图所示：（来自Multisim 12）

实验原理

测量原理：在实验箱所给的稳恒电压下，运用数字万用表可以方便地测得流过二极管的电流值和两端的电压值，由此便可方便地记录数据，以及制图。

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