大物实验期末考试总结.doc

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1、1.非线性元件伏安特性的研究一．实验目的1．掌握用伏安法研究二极管正向伏安特性及钨丝灯伏安特性的方法；2．掌握用最小二乘法（回归法）处理实验数据，得到经验公式的方法。二．实验仪器DH6102型伏安特性实验仪三、实验原理1．半导体二极管的伏安特性半导体二极管由一个p-n结，加上接触电极、引线和封装管壳组成。常见的二极管有硅二极管和锗二极管。加到二极管两端的电压与流过其上面的电流的关系曲线，就叫二极管的伏安特性曲线，如图1所示。由于p-n结具有单向导电性，故二极管的正反向伏安特性相差很大，二极管的伏安特性可分三部分：①正向特性。当所加的

2、正向电压很小时，正向电流也很小，只有当正向电压加到某个数值时，电流才开始明显加大，这个外加电压值叫做二极管的阈值电压或开通电压，记作。通常硅二极管的阈值电压=0.5V~0.6V，锗二极管=0.2V~0.3V。阈值电压的确定，一般是在正向特性曲线较直部分画一切线，延长相交于横坐标上一点，该点在横轴上的值就是该二极管的阈值电压。②反向特性。当二极管两端加反向电压时，反向电流很小且在一定范围内不随反向电压的增加而增加。③反向击穿特性。当反向电压继续增加时，反向电流会突然增大，这种现象称作反向击穿，产生击穿的临界电压称为反向击穿电压。不同的

3、二极管，反向击穿电压也不同。一般情况下，二极管反向电压不得超过反向击穿电压，否则会烧坏管子。（2）钨丝灯的伏安特性当钨丝灯泡两端施加电压后，钨丝上有电流流过，产生功耗，灯丝温度上升，致使灯泡电阻增加。因此，通过钨丝灯的电流越大，其温度越高，阻值也越大，其伏安特性如图2中曲线所示。灯泡不加电压时，称为冷态电阻。施加额定电压测得的电阻称为热态电阻。由于正温度系数的关系，冷态电阻小于热态电阻，一般钨丝灯的冷态电阻与热态电阻的阻值可相差几倍至十几倍。而且由于钨丝灯点亮时温度很高，超过额定电压时会烧断，所以使用时不能超过额定电压。2．用伏安法

4、测量非线性电阻元件的伏安特性对非线性电阻元件伏安特性的研究，一般都是采用伏安法进行测量。实验采用的是内阻很高数字电压表及内阻很小的电流表，而且测量的是低、中值电阻，所以选择电流表外接法的测量电路。二极管及钨丝灯伏安特性的测量电路分别如图3和4所示。四、实验内容1．二极管的正向伏安特性的测量:在0V～0.6V范围内,每隔0.1V读一次电流表，在0.6V～0.8V范围内,每隔0.02V读一次电流表，并将所读数据记入下表中（注意正确记录测量数据的有效数字）。2．测量钨丝灯的伏安特性:由0V开始，每隔1V读一次电流表，直到钨丝灯的额定电压1

5、1V，并将所读数据记入下表中。注意事项1．须了解待测元件(二极管、钨丝灯)的规格，使加在它上面的电压和通过的电流均不超过额定值。2.须了解测量时所需其它仪器的规格（如电源、电压表、电流表、滑线变阻器等的规格），也不得超过其量程或使用范围。五．数据处理2.惠斯通电桥一、实验目的1、掌握惠斯登电桥的结构和测量原理。2、学会使用电阻箱自组惠斯登电桥测中值电阻及电桥灵敏度的方法。3、估算仪器误差，计算测量不确定度。二、实验仪器：直流稳压电源、AC5/2型直流指针式检流计（分度值；临界电阻360Ω；内阻44Ω）、ZX21型六旋钮电阻箱（旧式）

6、两个（电阻范围0-99999.9Ω；等级：0.1级；额定功率0.5W）、ZX21型六旋钮电阻箱（新式）一个（电阻范围0-99999.9Ω；等级分档9×（10000，1000，100，10，1，0.1）分别为0.1，0.1，0.5，1，2.5；残余误差mΩ）、47kΩ电位器一粒、滑线变阻器、待测电阻、电位器、换向开关、导线若干。三、实验原理1.惠斯登电桥的平衡条件惠斯登直流电桥也称为单臂直流电桥，是一种直流平衡电桥，其原理电路如图1所示。由图1可见，Rx、R2、R3、R4构成了四个桥臂，BD两点之间接入检流计形成一个通路，称为桥路。当

7、电桥平衡时，=0,桥路没有电流流过，=0.此时有：设I1为电桥平衡时流过ABC路的电流，I2为流过ADC路的电流，那么式（1）可写为：把（2）的两式相处，得：即：式（3）就是惠斯登电桥的平衡条件。式中R2/R3（或R4/R3）称为比率臂，R4（或R2）称为比较臂。调节惠斯登电桥平衡一般可根据待测电阻Rx的大小，选好比率臂再调节比较臂。桥路上的电位器Rb，起到保护检流计的作用，当电桥不平衡时，流过BD间的电流可能较大，会烧坏检流计，此时Rb应调到最大值，以减小流过检流计的电流，当电桥基本平衡时，Rb要调到最小值，提高检流计的灵敏度，减

8、小电桥的测量误差。所以惠斯登电桥的平衡一般要调两次，一次是Rb取大值时调平衡，称为粗调。第二次是在粗调后，Rb减至最小值再调平衡，称为细调。2.测量中，采用换臂法消除不等臂误差实验中自组电桥的比率臂（R2和R3）电阻并非标准电阻，存在