伏安法的应用.docx

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1、伏安法的应用-波尔兹曼常数的测定 刚刚考完这个实验，趁着还记得大致内容，就将一些需要注意的地方写在这里，希望对大家有些帮助。刚抽到这个实验的时候就感觉比较郁闷，因为手头这个实验的资料最少。我的两份资料中，一份压根没有这个实验，另一份只有半页的介绍，根本没说清楚。不过做下来的整体感觉是这个实验真的超简单。最快的一个哥们，只用了一个半小时就完成了所有内容。所以如果你抽到这个实验应该庆幸。首先，进去的时候每人桌上都有一份实验报告纸，考试时不许用自己的实验报告纸，草稿纸等。第一项任务是在报告纸上写下实验的步骤，数据处理方法即一元线性回归的公式导出还要画下实验电路图。

2、这里说一下，我手里的那份资料即机械学院编的物理实验指导，相信很多同学也是看的这个资料，这上面有不少错误。我完全按资料上面的写的，结果因为错误太多被打了回来。下面就资料上的错误做以说明：原始资料如下：二 伏安法的应用-波尔兹曼常数的测定 一、实验目的用伏安法测pn正向电流电压关系，并由此测出波尔兹曼常数。二、实验设备（p109）三、实验原理1、 半导体pn结理论指出：pn结正向电流电压关系满足I=Io(exp（eU/kT)—1）。      U为pn结正向电压降，I是正向电流，T为热力学温度，e是电子电荷，k是波尔兹曼常数。T，e已知，所以只须测得I-U关系，

3、即得k。实际测量中，上述关系简化成I=Ioexp(eU/kT)，即I-U满足字数关系。2、 实验中采用结成共基极方式的三极管是为了减小和避免普通极管存在复合电流和表面电流的影响。            实验测量中，电压由41/2位数字电压表测出，而集电极电流需通过运算放大器组成的电流电压交换器来充当（如下图）。 当闭环时V=V+；运放输出端不取电流。于是IRf=—V2，自需测出V2，即得I。一、实验步骤1.   如下图连线，图中为100Ω变位器，R为金属膜电阻，大小可调。 2.    初始时将和R初值均调到最大，测量m，n两结点间的电压，记为U1，同时测出b

4、，e间电压，记为U2，作为一组数据。3.  调节R的大小，重复2的步骤，在记录第二组数据，共测十组。4.  实验后整理仪器。一、数据处理本实验采用一元线性回归法来处理数据（U1，U2均取绝对值）。由I=IoExp（eU/kT），I=V2/得 U1/=IoExp（eU2/kT）,两边取对数得㏑U1=㏑*Io+eU2/kT取㏑U1=y，U2=x。则b=e/kT   利用线性公式求的b。T=273.15K，e=1.6E-19C。k=bT/e，k可得。 错误：1、实验电路中2V电源极性接反，应为上正下负1、 电阻R不是定值电阻，应画成滑动变阻器，划片接三极管发射极，

5、另外两端接电源正极和地2、 Rf不是100Ω，而是100kΩ，R是100Ω变位器3、 “初始时将Rf和R初值均调到最大”错,Rf为定值，不能调节4、 “测量m，n两结点间的电压，记为U1”错，应测量n点对地的电位，不是m、n间的 这个实验的操作极为简单，就是给你一个小盒子，上面有那两个电阻以及运算放大器，按电路图拿导线噼里啪啦一连就行了，然后用万用表测两个地方的电压就完了，对于做过电气实践的我们来说，这个当然不在话下了。下面说一些实验过程中要注意的地方：1、         电源上有一个接线柱标有接地符号，注意不要把接地线接到上面，而是要接到正负12V中间的

6、那个接线柱上2、         实验的三极管是泡在冰水混合物中的，所以测量的时候要尽量快一些，以免冰完全融化后升温，数据就不准了。3、         用于调节R阻值的是一个旋钮，不少同学拧了半天，n点对地电压并没有多大变化。实际上这说明你已经拧过了。实践表明这旋钮貌似没有头，可以一直拧，没有变化说明已经被你拧饱和了。你要把它拧回去找到那个敏感区。在那个区域，改变一点点R，U1都会出现很大变化4、         这一点比较重要，请注意：由电路图可知，电源负极，变位器的一端还有三极管基极是共地的，理论上这三根线的共地端放在哪都可以。但实际连线时请不要把这个

7、共地端连在三极管基极上，这样干扰会很大，以致万用表上的数值一直跳个不停，无法读数。（我旁边那个同学就是这样）最好是把公共端放在运算放大器的同向输入端，这样读数比较稳定5、         这份资料里给出的U1、U2和老师给的U1、U2是反的，别弄混了6、         N点对地电压的测量范围是0~10V，要测十组数据，最好是分别在1、2、3、4、5、6、7、8、9、10V附近测量，这样线性化程度更好，结果更准最后说一下数据处理，就是用线性回归方法处理数据。最好用可以直接计算一元线性回归的计算器，并在之前学会如何计算。我今天才发现，算线性回归也可以如此简单。

8、下面说一下怎么操作，可能计算器型号不同操作方法略有区