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1 实验概况
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2 数据记录
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3 视频(岗集校区)
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4 视频(黄麓校区)
伏安特性实验
一、实验目的
1、掌握伏安特性测量的基本方法;
2、学会直流电源、数字电压表、数字电流表、电阻箱等仪器的正确使用方法;
3、通过对二极管伏安特性的测试,掌握二极管的非线性特点;
4、学会选取合适的点记录实验数据;
二、实验仪器
FB321型电阻原件V—A特性实验仪
三、实验原理
1.电学元件的伏安特性
在某一电学元件两端加上直流电压,在元件内就会有电流通过,通过元件的电流与端电压之间的关系称为电学元件的伏安特性。在欧姆定律U=IR式中,一般以电压U为横坐标和电流I为纵坐标作出元件的电压-电流关系曲线,称为该元件的伏安特性曲线。
对于碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻等电学元件,在通常情况下,通过元件的电流与加在元件两端的电压成正比关系变化,即其伏安特性曲线为一直线,这类元件称为线性元件,如图1a所示。半导体二极管、稳压管等元件,通过元件的电流与加在元件两端的电压不成线性关系,其伏安特性为一曲线,这类元件称为非线性元件,如图1b所示。

图1a 线性元件的伏安特性 图1b 非线性元件的伏安特性
对二极管施加正向偏置电压时,则二极管中就有正向电流通过,随着正向偏置电压的增加,开始时,电流随电压变化很缓慢,而当正向偏置电压增至接近二极管导通电压时,电流急剧增加,二极管导通后,电压的少许变化,电流的变化都很大。对二极管施加反向偏置电压时,二极管处于截止状态,其反向电压增加至二极管的击穿电压时,二极管被击穿。
2.实验电流的比较和选择
在测量电阻R的伏安特性线路中,常有两种接法,即图2a中电流表内接法和图2b中电流表外接法。当电流表内接时,电压表读数比电阻端电压值大,即有:
当电流表外接时,电流表读数比电阻R中流过的电流大,有,其中
和
分别代表电流表和电压表的内阻。比较两种接法,显然,如果简单的用U/I值作为被测电阻值,电流表内接法的结果偏大,而电流表外接法结果偏小,这两种接法都有一定的系统误差。

图2a 电流表内接 图2b 电流表外接
四、实验内容
1.测试二极管伏安特性,并作出伏安特性曲线
(1)正向特性测试。二极管在正向导通时,呈现的电阻值较小,拟采用电流表外接测试电路,电路如图3a所示。电源电压可在0~10V内调节,变阻器设置为700欧,调节电源电压得到表中所需数据;
(2)反向特性测试。二极管的反向电阻值很大,采用电流表内接测试电路可以减少测量误差,实验电路如图3b所示。变阻器设置为700欧,调节电源电压记录数据(数据点自己选取)。
图3a 二极管正向特性测试电路 图3b 二极管反向特性测试电路
2.测量一线性电阻的伏安特性,并作出伏安特性曲线,用作图法求出其电阻值(本内容为选做)。



