实验二十四 二极管伏安特性的测定
实验三十二 二极管伏安特性的测定
实验三十二 二极管伏安特性的测定 【实验目的】
1(熟悉测量伏安特性的方法。
2(了解二极管的正、反向伏安特性。
【实验仪器】
直流电源、电压表、毫安表、微安表、滑线变阻器、二极管、开关等。 【实验原理】
通过一个元件的电流随元件上的外加电压而变化，这种变化关系如以电压为横坐标、电流为纵坐标可得出其关系曲线，该曲线就称为这一元件的伏安特性曲线。
通过元件中的电流I随外加电压U的变化可用公式I=U/R表示，其中比例系数1/R就是该元件的电导。如果R为定值，则伏安特性曲线是一条直线，具有这类性质的元件称为线性电阻元件，它们是严格服从欧姆定律的;如果R不是定值，而是随着外加电压的变化而变化，则伏安特性是一条曲线，这类元件称为非线性电阻元件。
常用的晶体二极管就是非线性电阻元件，其阻值不仅与外加电压的大小有关，而且还与方向有关。当二极管正极接高电势端，负极接低电势端时，电流从二极管的正极流入，负极流出，这时的伏安特性称为正向特性;反之，称为反向特性。
用伏安法测量二极管的特性曲线时，线路一般采用两种方法，即外接法(见图32-1a)和内接法(见图32-1b)。由于测量电表内阻的存在，不管采用哪一种方法都会给测量结果带来系统误差。下面将分析误差产生的原因和大小，以便在测量时合理选择线路接法。
在图32-1a所示的外接法中，由于采用这一接法而产生的系统误差就是电压表中流过的电流I，并且 V
UD (32-1) I,I,I,,I,VDDRV
或写成相对误差的形式
,IRDD, (32-2) IRDV
显然，电压表内阻R越大，二极管内阻R越小，电流测量产生的系统误差相对越小。 VD
在图32-1b所示的内接法中，由此而带来的系统误差就是电流表两端的电压U，并且 A
(32-3) U,U,U,,U,RIADDAD
其相对误差为
,URDA, (32-4) URDD
显然，电流表内阻R越小，二极管内阻R越大，电压测量产生的系统误差相对越小。 AD
综上可知，由于二极管正向特性时的R相对较小，所以宜采用外接法;而反向特性D
时的R相对较大，则宜采用内接法。 D
实验三十二 二极管伏安特性的测定
(a) (b)
图32-1 【实验内容和步骤】
1(测量正向特性曲线
(1)按照图32-1a连接电路。调节R观察电表的变化情况，确定电压的取值范围和间隔。
(2)电压从0 V开始增加，读取相应的电流值，并
记录
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列表。注意在电流迅变区取值间隔相应密一些。
2(测量反向特性曲线
(1)按照图32-1b连接电路
(2)重复1中步骤。注意在电流变化较大时应立即停止测量。
3(数据处理
(1)将正、反向特性曲线画在同一张坐标纸上。由于正、反向的电压和电流值相差甚大，所以作图时，坐标的正、反向可选取不同的比例和单位。
(2)必要时根据式(32-1)和式(32-3)对两条特性曲线分别进行修正。 【预习思考题】
1(二极管具有什么特性,硅管和锗管的正向导通电压分别是多少,
2(如何用万用表判决二极管的正、负极,如何选择电路中各电表的量程,
3(实验中如何更好地减小系统的误差,
【课后习题】
1. 根据正、反向特性曲线求出二极管的正向导通电压和反向饱和电流值。 IUC0
2. 如何消除本实验的系统误差,实验室现提供电源、电流表、电压表、检流计、滑动变阻器和若干只电阻箱，试设计二极管伏安特性测试的实验线路图。要求:系统误差尽可能小;说明实验原理。
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