[实验报告]非线性元件伏安特性测量

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1、非线性元件伏安特性测量一．实验目的1、学习测量非线性元件的伏安特性，针对所给各种非线性元件的特点，选择一定的实验方 法，选用配套的实验仪器，测绘出它们的伏安特性曲线。2、学习从实验曲线获取有关信息的方法。二．实验原理1．检波和整流二极管检波二极管和整流二极管都工作在1、4象限．第1象限区又称为正向工作区．当所加的电压较低时，流通的电流很小，继续增加电压时，电流急剧上升．这个转折点对应的电压称为二极管的开启电压，它与所用的半导体材料的禁带宽度有关．在常温下，一般为0.2~0.7V．第4象限区又称为反向工作区，其特点是加一个相当高的电压时，电流

2、会突然增大，导致损坏，这种现象称为击穿．检波二极管和整流二极管工作范围不能超过击穿区．检波二极管的PN结是针形接触，其特点是工作电流小，工作频率范围的宽，但反向耐压低．整流二极管的PN结是面形接触，其特点是工作电流大，工作频率低，反向耐压可达上千压．它们的共同特点是要求反向工作时流过的电流越小越好．2．稳压二极管稳压二极管工作在第4象限．而且工作在击穿区．其特点是反向工作电压加到一定值时，电流突然增大，在此基础上再加大电压时，电流的变化非常剧烈，这时稳压二极管承受的功率急剧增大，若不加限流措施，PN结极易烧毁．3．发光二极管发光二极管由半导

3、体发光材料制成，工作在第1象限．要发的光的波长与材料的禁带宽度E对应．根据量子力学原理E=eV=hυ可知，对于可见光，开启电压V约在2~3V．当加在发光二极管两端的电压小于开启电压时，发光二极管不会发光，也没有电流流过．电压一旦超过开启电压，电流急剧上升，二极管处于导通状态并发光，此时电流与电压呈线性关系，直线与电压坐标的交点可以认为是开启电压．三．实验步骤1．普通二极管正向伏安特性：测量电路见图1，二极管两端电压V≤3V.电压表内接。2．稳压二极管.测量稳压二极管的反向伏安特性曲线．测量电路见图2,稳压二极管的最大反向电流小于30mA，工

4、作电压约为5V左右．电压表外接。3．发光二极管正向伏安特性：测量电路见图3，此时采用恒流源．根据伏安特性曲线和实验中的观图1图2图3察找到的开启电压，发光二极管最大正向电流I≤20mA，二极管两端电压V≤3V。电压表内接。三．实验数据与数据处理二极管正向伏安特性电压/V0.000.400.500.600.700.800.901.00电流/mA0.000.000.110.713.256.8020.8144U/VI/mA二极管正向伏安特性曲线稳压管反向伏安特性电压/V2.574.665.125.455.455.455.455.455.455.4

5、5电流/mA-0.010-0.020-0.030-0.750-1.40-2.50-3.45-4.47-5.52-6.49稳压管反向伏安特性曲线发光二极管正向伏安特性电压/V0.000.100.501.001.411.621.701.80电流/mA0.000.000.500.722.1010.516.422.1发光二极管正向伏安特性曲线U/VI/mA三．实验结论测绘出各非线性元件的伏安特性曲线如图。普通二极管与发光二极管非线性体现在加正向电压后电流先是随电压增大缓慢上升，超过开启电压后电流先是随电压增大迅速上升。稳压管则是反向电流大于某一值之

6、后电流增大电压基本不变，体现出其稳压的作用。四．误差分析为保护二极管，实验前先用万用表测量二极管的极性。实验时用了万用表和电压表、电流表测量数据，但都存在接触不良问题。所以实验中存在仪器误差。