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1、物理实验二极管特性曲线PPT第1页，本讲稿共15页总体内容（1）实验目的及要求 （2）试验设备及仪器 （3）实验原理 （4）实验步骤及内容 包括包括包括包括6 6个要点：个要点：个要点：个要点：（5）实验数据及处理 第2页，本讲稿共15页实验目的：（1）学习电学基本测量方法学习电学基本测量方法/步骤及注意事项步骤及注意事项（2）测绘二极管的测绘二极管的IV曲线曲线（3）学习作图法及最小二乘法处理数据学习作图法及最小二乘法处理数据（4）学习滑动变阻器的分压特性和限流特性学习滑动变阻器的分压特性和限流特性（5）学习电表的内学习电表的内/外接条件和方法外接条件和方法第3页，本讲稿共15页注意的要点：
2、（1 1）.测晶体二极管正向伏安特性时，毫安表读数测晶体二极管正向伏安特性时，毫安表读数测晶体二极管正向伏安特性时，毫安表读数测晶体二极管正向伏安特性时，毫安表读数 不不不不得超过二极管允许通过的最大正向电流值，加在得超过二极管允许通过的最大正向电流值，加在得超过二极管允许通过的最大正向电流值，加在得超过二极管允许通过的最大正向电流值，加在 晶体二极管晶体二极管晶体二极管晶体二极管上的电压不得超过管子允许的最大电压上的电压不得超过管子允许的最大电压上的电压不得超过管子允许的最大电压上的电压不得超过管子允许的最大电压 值。值。值。值。（2 2）.测量非线性电学器件时，曲线弯曲的地方，电压间测量非
3、线性电学器件时，曲线弯曲的地方，电压间测量非线性电学器件时，曲线弯曲的地方，电压间测量非线性电学器件时，曲线弯曲的地方，电压间 隔应该适当减小。隔应该适当减小。隔应该适当减小。隔应该适当减小。第4页，本讲稿共15页仪器设备：电压表电压表电压表电压表 电流表电流表电流表电流表 滑线变阻器滑线变阻器滑线变阻器滑线变阻器 直流稳定电压源直流稳定电压源直流稳定电压源直流稳定电压源 二极管二极管二极管二极管 导线等导线等导线等导线等第5页，本讲稿共15页实验原理电路图如下电路图如下电路图如下电路图如下：（1 1）+mAmAV VE EK K_ _+_ _ _RnRnB BA AC C15mA15mA二极
4、管正向伏安特性曲线电路图二极管正向伏安特性曲线电路图二极管正向伏安特性曲线电路图二极管正向伏安特性曲线电路图第6页，本讲稿共15页原理二：从电路图可看出，电流表内接，电压表测二极管从电路图可看出，电流表内接，电压表测二极管从电路图可看出，电流表内接，电压表测二极管从电路图可看出，电流表内接，电压表测二极管两端电压，设二极管电阻为两端电压，设二极管电阻为两端电压，设二极管电阻为两端电压，设二极管电阻为RxRx，则由于电压表分流导，则由于电压表分流导，则由于电压表分流导，则由于电压表分流导致致致致RxRx偏小。设电压表内阻偏小。设电压表内阻偏小。设电压表内阻偏小。设电压表内阻RvRv，定值电阻，定
5、值电阻，定值电阻，定值电阻R R，则，则，则，则RxRx的的的的计算公式为：计算公式为：计算公式为：计算公式为：Rx=R/Rx=R/（1+R/Rv1+R/Rv）第7页，本讲稿共15页原理三：晶体二极管的伏安特性曲线：通过器件的电流和晶体二极管的伏安特性曲线：通过器件的电流和 电压不成正比，伏安特性曲线是非线性的：电压不成正比，伏安特性曲线是非线性的：第8页，本讲稿共15页实骤步验(1).(1).按照电路图连接好电路，选择好电压表和电流表的量按照电路图连接好电路，选择好电压表和电流表的量按照电路图连接好电路，选择好电压表和电流表的量按照电路图连接好电路，选择好电压表和电流表的量程，电压表程，电压
6、表程，电压表程，电压表 内接，毫安表外接。内接，毫安表外接。内接，毫安表外接。内接，毫安表外接。(2).(2).检查电路，确保电路无误后接通电源，防止电表的烧检查电路，确保电路无误后接通电源，防止电表的烧检查电路，确保电路无误后接通电源，防止电表的烧检查电路，确保电路无误后接通电源，防止电表的烧坏。坏。坏。坏。(3).(3).测量：缓慢增加电压从零开始，每隔测量：缓慢增加电压从零开始，每隔测量：缓慢增加电压从零开始，每隔测量：缓慢增加电压从零开始，每隔0.1V0.1V读一次电压读一次电压读一次电压读一次电压表和电流表的实数并记录表中。表和电流表的实数并记录表中。表和电流表的实数并记录表中。表和
7、电流表的实数并记录表中。(4).(4).用作图法处理数据，在图纸上画出二极管正向用作图法处理数据，在图纸上画出二极管正向用作图法处理数据，在图纸上画出二极管正向用作图法处理数据，在图纸上画出二极管正向I-VI-V曲线图。曲线图。曲线图。曲线图。第9页，本讲稿共15页数据记录表：数据记录表：数据记录表：数据记录表：U(V）0.10.20.30.40.50.60.70.8 I（mA）00000.0010.0030.0230.190非线性电阻（二极管正向）的数据记录表非线性电阻（二极管正向）的数据记录表电压表量程：电压表量程：0 010.0V10.0V电流表量程：电流表量程：0 025mA25mA第
8、10页，本讲稿共15页U U（vv）I I(mA)(mA)0.10.10.20.20.30.30.40.40.50.50.60.60.80.80.70.70.010.010.020.020.030.030.040.040.3000.300实验数据处理实验数据处理实验数据处理实验数据处理：如图所示，曲如图所示，曲如图所示，曲如图所示，曲线某一点切线线某一点切线线某一点切线线某一点切线的斜率表示在的斜率表示在的斜率表示在的斜率表示在该电压下二极该电压下二极该电压下二极该电压下二极管的电阻大小管的电阻大小管的电阻大小管的电阻大小 如图中如图中如图中如图中P P点斜点斜点斜点斜率：率：率：率：K=Ta
9、nK=Tan=R=RxxP P第11页，本讲稿共15页误差分析：误差分析：误差分析：误差分析：伏安采用法测试二极管正向特性曲线时采用电流表外接法，会产生电流的测量误差，这些接入误差属于系统误差，必须对测量结果加以修正，操作起来比较繁琐。对于半导体整流二极管，正向导通电流为mA数量级，而反向电流仅为数量级，所以在选择测量电路和仪表时必须加以考虑第12页，本讲稿共15页实验创新设计：原理及实验电路图如下：原理及实验电路图如下：运用测电位差的方法运用测电位差的方法来测二极管的伏安特性曲来测二极管的伏安特性曲线线,两点间电压等于两点间电压等于两点电位之差。两点电位之差。+E E-K KR1R1R2R2
10、R R0 0D D待待测测电电位位I I待待测测电电位位IIII电位差法测二极管伏安电位差法测二极管伏安特性曲线实验电路图特性曲线实验电路图第13页，本讲稿共15页设计实验步骤：设计实验步骤：（1 1 1 1）根据电路图把二极管）根据电路图把二极管）根据电路图把二极管）根据电路图把二极管D D D D和定值电阻和定值电阻和定值电阻和定值电阻R R R R串联，连串联，连串联，连串联，连接好电路接好电路接好电路接好电路（2 2 2 2）用电位计分别测出）用电位计分别测出）用电位计分别测出）用电位计分别测出D D D D和和和和R R R R0 0 0 0两端的电位即是两端的电位即是两端的电位即是
11、两端的电位即是U U U UD D D D和和和和U U U UO O O O电压值，并记录表中。电压值，并记录表中。电压值，并记录表中。电压值，并记录表中。（3 3 3 3）根据）根据）根据）根据计算出流过计算出流过计算出流过计算出流过D D D D的电流的电流的电流的电流I I I I，并记录在表中。，并记录在表中。，并记录在表中。，并记录在表中。（4 4 4 4）用作图法进行数据处理并画出）用作图法进行数据处理并画出）用作图法进行数据处理并画出）用作图法进行数据处理并画出I I I IV V V V图。图。图。图。（5 5 5 5）误差分析）误差分析）误差分析）误差分析第14页，本讲稿共15页第15页，本讲稿共15页