實(shí)驗(yàn)二：電路元件特性曲線的伏安測(cè)量法和示波器觀測(cè)法

1、本科實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱： 電工電子實(shí)習(xí) 姓 名： 陳鋮 學(xué) 院： 電氣工程學(xué)院 系： 電子信息工程 專 業(yè)： 電子信息工程 學(xué) 號(hào)： 3130102504 指導(dǎo)教師： 熊素銘 2014年 10 月 12 日專業(yè)：電子信息工程 姓名：陳鋮 學(xué)號(hào)：3130102504 日期：2014年10月11日 地點(diǎn)：東3-206-E-7 實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱：電路與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師：熊素銘 成績(jī)：_實(shí)驗(yàn)名稱：電路元件特性曲線的伏安測(cè)量法和示波器觀測(cè)法 實(shí)驗(yàn)類型：電路實(shí)驗(yàn) 同組學(xué)生姓名：無(wú) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅ū靥睿┒?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理（必填）三、主要儀器設(shè)備（必填）四、操作方法和實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理六、

2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析（必填）七、討論、心得裝 訂 線一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?. 熟悉電路元件的特性曲線；2. 學(xué)習(xí)非線性電阻元件特性曲線的伏安測(cè)量方法；3. 掌握伏安測(cè)量法中測(cè)量樣點(diǎn)的選擇和繪制曲線的方法；4. 學(xué)習(xí)非線性電阻元件特性曲線的示波器觀測(cè)方法。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1. 測(cè)定并繪制二極管的伏安特性曲線；2. 測(cè)定并繪制穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線；3. 基于Multisim 進(jìn)行相應(yīng)的仿真實(shí)驗(yàn)。3. 按書P199 圖7-3-9中的左圖用示波器觀測(cè)二極管的伏安特性曲線。4. 同上用示波器觀測(cè)穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線。實(shí)驗(yàn)原理：1. 元件的特性曲線電路元件的電阻會(huì)隨溫度變化而變化，線性元件

3、的特性曲線呈直線，非線性電路元件特性曲線呈曲線。普通二極管的特點(diǎn)是，正向電阻很小，反向很大；穩(wěn)壓二極管的正向電阻與普通二極管一樣，反向電阻一開(kāi)始很大，當(dāng)電壓達(dá)到一定值迅速減小，根據(jù)這個(gè)理論基礎(chǔ)，用伏安法測(cè)量以上兩種二極管的特性曲線。3. 元件特性曲線的示波器觀測(cè)法在實(shí)驗(yàn)室中，可利用信號(hào)發(fā)生器作為電源，并用示波器觀測(cè)元件特性曲線的y-t,y-x圖形。三、 主要儀器設(shè)備1. 數(shù)字萬(wàn)能表一只2. 電工綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)一臺(tái)3. DG07多功能網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)組件一組4. 信號(hào)發(fā)生器一臺(tái)5. 示波器一臺(tái)四、 操作方法和實(shí)驗(yàn)步驟1. 測(cè)定并繪制普通二極管與穩(wěn)壓伏安特性曲線按4.1所示電路連接各元件。普通二極管選擇型號(hào)為

4、【1.5A 100V】（最大工作電流，最高反向電壓），按如下要求取點(diǎn)：正向伏安特性曲線：(00.5V) 3點(diǎn)；(0.50.6V) 5點(diǎn)；(0.6100mA附近電壓) 5點(diǎn)；反向伏安特性曲線：5點(diǎn)（反向電壓最大值至少大于20V）；注：要求測(cè)量最大電流在 100mA 附近，不小于90mA。穩(wěn)壓二極管選擇型號(hào)為【5V 1W】（反向穩(wěn)定電壓、最大耗散功率），按如下要求取點(diǎn)：正向伏安特性曲線：(00.7V) 3點(diǎn)；(0.70.8V) 5點(diǎn)；(0.8 100mA附近電壓) 5點(diǎn)；反向伏安特性曲線：(04.7V) 3點(diǎn)；(4.7 100mA附近電壓) 7點(diǎn)；注：要求測(cè)量最大電流在 100mA 附近，不小于9

5、0mA。記錄各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓電流值，繪制出相應(yīng)的伏安特性曲線（附錄手繪曲線）。圖4.1特性曲線測(cè)量電路2. 用示波器觀測(cè)普通二極管和穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線按圖4.2所示電路連接示波器，信號(hào)發(fā)生器等原件，注意原件的良好接觸否則信號(hào)波動(dòng)很大。普通二極管：信號(hào)發(fā)生器取f=1KHZ,正弦信號(hào)峰峰值5V，圖中R=1K為限流電阻，觀察示波器X-Y圖像和Y-T圖像。穩(wěn)壓二極管：信號(hào)發(fā)生器取f=1KHZ,正弦信號(hào)峰峰值=10V，圖中R=1K為限流電阻，觀察示波器X-Y圖像和Y-T圖像。圖4.2 示波器觀測(cè)法連接電路五、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理1. 普通二極管正向電流電壓U（V）0.1070.2070.3140.4

6、130.5080.5220.5340.5530.564I (mA)00000.50.80.11.51.9U（V）0.5840.6320.7030.8040.8500.886I (mA)2.97.221.357.878.695.72. 普通二極管反向電流電壓U（V）5.0110.0215.0523.928.04I (mA)000003. 穩(wěn)壓二極管正向電流電壓U（V）0.1040.3070.5040.6330.70.720.740.760.787I (mA)0000.22.13.86.310.618.3U（V）0.80.8210.8460.8820.9120.942I (mA)23.131.64

7、2.960.978.695.64. 穩(wěn)壓二極管反向電流電壓U（V）1.9423.104.745.115.225.325.405.555.605.65I (mA)0000.2111.326.640.874.985.496.45. 普通二極管示波器Y-T曲線圖5.1 普通二極管示波器Y-T曲線【multisim（左）實(shí)驗(yàn)拍照（右）】6. 普通二極管示波器Y-X曲線圖5.2 普通二極管示波器Y-X曲線【multisim（左）實(shí)驗(yàn)拍照（右）】7. 穩(wěn)壓二極管示波器Y-T曲線圖5.3 穩(wěn)壓二極管示波器Y-T曲線【multisim（左）實(shí)驗(yàn)拍照（右）】8. 穩(wěn)壓二極管示波器Y-X曲線圖5.4 穩(wěn)壓二極管示

8、波器Y-T曲線【multisim（左）實(shí)驗(yàn)拍照（右）】六、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析（必填）根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)手繪普通二極管和穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線【詳見(jiàn)附錄】示波器模擬結(jié)果以及實(shí)驗(yàn)照片也已在上邊展示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)實(shí)驗(yàn)預(yù)期符合：對(duì)于普通二極管，正向電壓從零增至一定值時(shí)，電流先為零，待電壓增至0.5V左右，電流隨電壓增加而迅速增加。而對(duì)于反向電壓而言，只要電壓不高于擊穿電壓，電流恒為零。這是因?yàn)槠胀ǘO管正向電壓很小反向電壓很大導(dǎo)致。對(duì)于穩(wěn)壓二極管，正向電壓類似于普通二極管，電流先為零，待電壓增至0.6V左右，電流隨電壓增加而迅速增加。而對(duì)于反向電壓，一開(kāi)始電流為零，待電壓增至一定值，其電流迅速增大，且端電壓穩(wěn)

9、定在一定值。這正是穩(wěn)壓二極管的特別之處。七、 討論、心得心得體會(huì)：1. 在做實(shí)驗(yàn)之前，一定要確保自己實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的元件沒(méi)有損壞，我在做用示波器觀察的實(shí)驗(yàn)中，第一次做發(fā)現(xiàn)CH1為正弦圖像，CH2為一條與橫軸重合的直線，后經(jīng)萬(wàn)用表測(cè)量發(fā)現(xiàn)二極管開(kāi)路，第二次做的時(shí)候發(fā)現(xiàn)CH1和CH2完全重合，后經(jīng)萬(wàn)用表檢測(cè)發(fā)現(xiàn)而二極管短路。最后第三次提前測(cè)了二極管發(fā)現(xiàn)元件正常，才做實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期相符。所以做實(shí)驗(yàn)時(shí)千萬(wàn)不能著急。2. 由于機(jī)器較為靈敏，做實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要注意導(dǎo)線與導(dǎo)線的接觸，我在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，開(kāi)始的時(shí)候大手大腳做的比較粗糙，結(jié)果信號(hào)很不穩(wěn)定，上下波動(dòng)很大。3. 顯示出波形后要調(diào)好每一橫格，每一豎格的大小，電壓以1V5V為佳，時(shí)間以100s300s為佳我一開(kāi)始的時(shí)候電壓選了20mv,J結(jié)果波形非常亂。注意事項(xiàng)：伏安法測(cè)量注意事項(xiàng)1. 測(cè)量過(guò)程建議預(yù)先調(diào)試一邊，也就是說(shuō)事先調(diào)節(jié)電源及分壓電阻或分流電阻，使得流過(guò)被測(cè)元件的電流能滿足要求的測(cè)量范圍。調(diào)節(jié)過(guò)程，注意電壓表、電流表的量程選擇，特別是電流表的量程選擇。2. 繪制曲線需要足夠多的測(cè)量點(diǎn)，通常測(cè)量數(shù)據(jù)之間的間隔是均勻的，但當(dāng)數(shù)據(jù)曲線出現(xiàn)劇烈變化時(shí)，應(yīng)增加測(cè)量的密度，以免遺漏某些特征。應(yīng)根據(jù)曲線的性質(zhì)適當(dāng)安排測(cè)量點(diǎn)。直線段測(cè)點(diǎn)少，率變化較大處，增加測(cè)點(diǎn)。測(cè)點(diǎn)安排得越多、越合理，測(cè)量得到的特性曲