非線性元件伏安特性測量實驗報告

1、姓名：湯博同組姓名：無實驗報告班級：F0703028學(xué)號：5070309028實驗日期：2008-3-4指導(dǎo)老師：助教19非線性元件伏安特性的測量實驗成績：批閱日期：【實驗?zāi)康摹?學(xué)習(xí)測量非線性元件的伏安特性,針對所給各種非線性元件的特點，選擇一定的實驗方法，援用配套的實驗儀器，測繪出它們的伏安特性曲線。2.學(xué)習(xí)從實驗曲線獲取有關(guān)信息的方法?！緦嶒炘怼?、非線性元件的阻值用微分電阻表示，定義為R=dU/dI。2、如下圖所示，為一般二極管伏安特性曲線3、測量檢波和整流二極管，穩(wěn)壓二極管，發(fā)光二極管的伏安特性曲線，電路示意圖如下(1)檢波和整流二極管檢波二極管和整流二極管都具有單向?qū)щ娮饔?，他?/p>

2、的差別在于允許通過電流的大小和使用頻率范圍的高低。(2)穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管的特點是反向擊穿具有可逆性，反向擊穿后，穩(wěn)壓二極管兩端的電壓保持恒定，這個電壓叫穩(wěn)壓二極管的工作電壓。(3)發(fā)光二極管發(fā)光二極管當(dāng)兩端的電壓小于開啟電壓時不會發(fā)光，也沒有電流流過。電壓一旦超過開啟電壓，電流急劇上升，二極管發(fā)光，電流與電壓呈線性關(guān)系，直線與電壓坐標(biāo)的交點可以認(rèn)為是開啟電壓使用公式計算光的波長。1/8【實驗數(shù)據(jù)記錄、實驗結(jié)果計算】1、檢波二極管正向：表一測量檢波二極管的正向伏安特性數(shù)據(jù)編號12345678910U(V)0.01620.07130.08960.1010.1380.1620.2080.2280

3、.250.277I(mA)3.3E-34.16E-37.77E-30.01890.0350.06470.15890.2180.2980.41編號U(V)I(mA)11121314151617180.3280.3590.3920.4890.5240.5660.6020.7150.6040.8341.041.8031.9872.332.633.6719200.7720.8774.235.3根據(jù)圖像去掉了幾個數(shù)據(jù)點得到圖像如下:圖1檢波二極管正向伏安特性曲線及線形擬合直線ParameterValueError-A-3.10790.12413B9.54120.17351-RSDNP-0.99950.0

4、439350.0001-最后測得：檢波二極管的開啟電壓U=0.326(V)2/8逆向：編號U(V)表二測量檢波二極管的逆向伏安特性數(shù)據(jù)12345678910110.9892.944.886.868.9110.9112.6614.715.7916.6617.96I(A)1.082.043.154.966.179.0311.2313.1816.2717.2519.61根據(jù)數(shù)據(jù)得到圖像如下:圖2檢波二極管逆向伏安特性曲線由于檢波二極管的逆向伏安特性曲線數(shù)據(jù)范圍與正向相差較大，如果將正向與逆向放在一個圖像中，便不能將正向的變化顯示出來，因此使用了兩個圖像來表現(xiàn)檢波二極管伏安特性曲線的圖像特點。實驗結(jié)論

5、：觀察圖像，檢波二極管的逆向電流極小，幾乎可以視為0.3/82、穩(wěn)壓二極管編號表三測量穩(wěn)壓二極管的伏安特性數(shù)據(jù)12345678910U(V)I(mA)編號U(V)I(mA)3.823.980.490.7511125.165.1612.2613.334.024.124.194.344.54.650.841.101.322.023.615.251314151617185.175.175.185.185.195.1914.115.1217.1917.8918.6219.254.734.827.009.9319205.195.1919.519.94根據(jù)圖像去掉了幾個數(shù)據(jù)點得到圖像如下:圖3穩(wěn)壓二極管伏

6、安特性曲線及線形擬合直線ParameterValueError-A1131.755111.64481B221.721.57383-RSDNP-0.990660.4824140.00934-最后測得：穩(wěn)壓二極管的工作電壓U=-5.10(V)4/83、發(fā)光二極管編號表三發(fā)光二極管的伏安特性數(shù)據(jù)（紅光）12345678U(V)I(mA)編號U(V)I(mA)1.7921.8431.8621.8811.9062.044.085.446.568.039101112131.9581.9651.9721.9741.9815.0016.7417.3918.0119.351.92510.17141.98119.

7、681.9371.95211.9213.9151.98319.92編號表四發(fā)光二極管的伏安特性數(shù)據(jù)（黃光）12345678U(V)I(mA)編號U(V)I(mA)1.8641.9051.9431.9611.9962.012.051.061.932.953.554.695.366.7791011121314152.12.162.192.252.272.312.3310.1311.9813.4815.5816.8118.3719.41表五發(fā)光二極管的伏安特性數(shù)據(jù)（綠光）2.078.26編號U(V)I(mA)編號U(V)I(mA)編號U(V)I(mA)編號U(V)I(mA)編號123456782.3

8、22.422.492.552.612.622.662.681.513.415.216.818.579.7510.9711.9491011121314152.722.752.782.812.822.832.8413.5114.8416.3517.8818.7219.3819.8表六發(fā)光二極管的伏安特性數(shù)據(jù)（藍(lán)光）123456782.662.762.822.872.932.973.003.031.733.44.586.117.869.4610.7311.6291011121314153.043.073.13.123.143.163.1812.1713.4714.9616.1217.4918.471

9、9.83表七發(fā)光二極管的伏安特性數(shù)據(jù)（紫光）12345678U(V)I(mA)編號U(V)I(mA)3.061.5193.2812.743.123.163.193.213.233.253.272.894.25.556.988.189.9511.651011121314153.293.33.313.323.323.3214.115.4117.0318.9319.4619.965/8根據(jù)上述表格數(shù)據(jù)得到圖像如下：圖4發(fā)光二極管伏安特性曲線及線形擬合直線圖像分析：紅光：ParameterValueError-A-378.2413115.27252B200.780367.73957-RSDNP-0.9

10、96310.1736570.0001-最后經(jīng)過計算得到：紅=1.834(V)紅紅=6.77E-7(m)黃光：ParameterValueError-A-125.2324.04151B6210.3923-RSDNP-0.986240.3059430.10573-最后經(jīng)過計算得到：黃=2.02(V)黃=6.15E-7(m)黃6/8綠光：ParameterValueError-A-148.302458.69183B59.207553.08651-RSDNP-0.995950.1421153.09392E-4-最后經(jīng)過計算得到：綠=2.50(V)綠=4.97E-7(m)綠藍(lán)光：ParameterVal

11、ueError-A-172.4394.94092B60.451.57348-RSDNP-0.998990.0995250.0001-最后經(jīng)過計算得到：藍(lán)=2.85(V)藍(lán)=4.36E-7(m)藍(lán)紫光：ParameterValueError-A-489.58823.41782B153.17.09624-RSDNP-0.996790.224452.17912E-4-最后經(jīng)過計算得到：紫=3.20(V)紫=3.88E-7(m)紫7/8【對實驗結(jié)果中的現(xiàn)象或問題進(jìn)行分析、討論】1、在測量檢波二極管的正向伏安特性時,由于對其開啟電壓的值沒有進(jìn)行初步估計,導(dǎo)致在開啟電壓前的數(shù)據(jù)點較多,而開啟電壓后的數(shù)據(jù)點

12、不足，可能在線性擬合時產(chǎn)生較大誤差。而在測量其逆向伏安特性時，由于電流過小，必須使用最小量程。2、在測量穩(wěn)壓二極管的伏安特性時，在取數(shù)據(jù)點時，沒有準(zhǔn)確估計穩(wěn)壓二極管的工作電壓，使得所得圖像不過平滑，部分?jǐn)?shù)據(jù)點間距較大，在以后的實驗中應(yīng)在工作電壓附近取較多的數(shù)據(jù)點。而且由于電壓量程與精度不能同時兼顧，當(dāng)后來電壓逐漸增大時，由于精度不夠，有許多數(shù)據(jù)點的電壓取值均一樣。為了解決這一現(xiàn)象，可以在電壓表剛剛改變示數(shù)時記錄數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，對于相同電壓的數(shù)據(jù)點可以取電流最小的一個。3、在測量發(fā)光二極管的伏安特性時，所得曲線可能不夠平滑，我認(rèn)為數(shù)值差距主要出現(xiàn)在測量時未等電流或電壓表示數(shù)穩(wěn)定到準(zhǔn)確值就

13、記錄了數(shù)據(jù)。同時在這次測量中也出現(xiàn)了測量精度不夠的情況，解決方法如上?！舅伎碱}解答】1、總結(jié)各非線性元件的伏安特性答：檢波二極管：可以工作在一，三象限，當(dāng)通過正向電流時，起初電流變化較小，等到二極管兩端電壓達(dá)到開啟電壓以后，電流變化逐漸增大并成線性關(guān)系。當(dāng)通過逆向電流時，電流極小幾乎可以視為0。由于實驗中并沒有達(dá)到擊穿電壓，所以不知道被擊穿后的情形。穩(wěn)壓二極管：工作在第三象限，起初通過電流較小時，電壓變化較大，當(dāng)電壓到達(dá)工作電壓后，電壓變化開始趨于平緩。發(fā)光二極管：其工作原理與檢波二極管正向伏安特性相似，當(dāng)電壓超過其開啟電壓時，發(fā)光二極管開始發(fā)光。并且可以根據(jù)公式計算出各種可見光的波長。2、在測量檢波二極管逆向伏安特性時，為何要將電流表內(nèi)接？答：理論分析：根據(jù)高中的物理知識，我們知道：在測量電阻的伏安特性時，由于內(nèi)阻的存在，電流表與電壓表的測量值并非準(zhǔn)確值，當(dāng)電阻相對較小時，應(yīng)將電流表外接，因為電壓表的內(nèi)阻遠(yuǎn)大于電阻，所以其分去的電流可以忽略不計；當(dāng)電阻相對較小時，應(yīng)當(dāng)將電流表內(nèi)接，因為電流表的內(nèi)阻遠(yuǎn)小于電阻，所以其分去的電壓可以忽略不計。在該實驗中，