二極管的伏安特性曲線

PAGEPAGE5得分教師簽名批改日期課程編號課程編號題目類型深圳大學(xué)實驗報告課程名稱：大學(xué)物理實驗（三）實驗名稱：二極管的伏安特性曲線學(xué)院：物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院組號指導(dǎo)教師：趙改清報告人：學(xué)號：實驗地點B109實驗時間：實驗報告提交時間：一、實驗設(shè)計方案1.1、實驗?zāi)康碾娐分杏懈鞣N電學(xué)原件，如晶體二極管和三極管，光敏和熱敏元件等。人們通常需要了解它們的伏安特性，以便正確的選用它們。通常以典雅為橫坐標(biāo)，電流為縱坐標(biāo)作出元件的電壓——電流關(guān)系曲線，叫做該元件的伏安特性曲線。該設(shè)計通過測量二極管的伏安特性曲線，了解二極管的導(dǎo)電性的實質(zhì)，使我們在設(shè)計電路時能夠準(zhǔn)確的選擇二極管1.2、實驗原理1.2.1、二極管的伏安特性

（1）二極管的伏安特性方程為：

式中，Is為反向飽和電流，室溫下為常數(shù)；u為加在二極管兩端電壓；UT為溫度的電壓當(dāng)量，當(dāng)溫度為室溫27℃時，UT≈26mV。

當(dāng)PN結(jié)正向偏置時，若u≥UT，則上式可簡化為：IF≈ISeu/UT。

當(dāng)PN結(jié)反向偏置時，若︱u︱≥UT，則上式可簡化為：IR≈－IS?？芍?

IS與反向電壓大小基本無關(guān)，且IR越小表明二極管的反向性能越好。

對二極管施加正向偏置電壓時，則二極管中就有正向電流通過，隨著正向偏置電壓的增加，開始時，電流隨電壓變化很緩慢，而當(dāng)正向偏置電壓增至接近其導(dǎo)通電壓時，電流急劇增加，二極管導(dǎo)通后，電壓少許變化，電流的變化都很大。

對上述二種器件施加反向偏置電壓時，二極管處于截止?fàn)顟B(tài)，其反向電壓增加至該二極管的擊穿電壓時，電流猛增，二極管被擊穿，在二極管使用中應(yīng)竭力避免出現(xiàn)擊穿觀察，這很容易造成二極管的永久性損壞。所以在做二極管反向特性時，應(yīng)串入限流電阻，以防因反向電流過大而損壞二極管。1.2.2、實驗裝置：

圖3實驗裝置示意圖圖3實驗裝置示意圖加熱裝置PN結(jié)恒流源1750數(shù)據(jù)接口計算機(jī)及數(shù)據(jù)處理軟件Datasdudio二極管恒流源2加熱裝置的銅質(zhì)底座（其上有兩個小洞，將PN結(jié)和溫度傳感器探頭分別放入。1.3選用儀器儀器名稱型號主要參數(shù)用途750接口CI7650阻抗1MΩ。最大的有效輸入電壓范圍±10V數(shù)據(jù)采集處理計算機(jī)和DataStudioCI6874——數(shù)據(jù)采集平臺、數(shù)據(jù)處理溫度傳感器DH-PN-1測溫范圍：-20~150測溫電壓傳感器CI6503電壓范圍：±10VAC/DC數(shù)據(jù)采集三極管JDGS061提供PN結(jié)加熱裝置————加熱二、實驗內(nèi)容及具體步驟：（1）.

準(zhǔn)備工作：檢查萬用表是否顯示正常；選取合適電阻；調(diào)節(jié)實驗箱

1檢查萬用表的使用狀況，確定萬用表的讀數(shù)無誤，量程正確2根據(jù)色標(biāo)法讀出電阻的阻值，大約為100Ω3打開實驗箱，選擇直流電壓檔，調(diào)節(jié)旋鈕，使輸出端輸出5V電壓，并用萬用表電壓檔測量是否準(zhǔn)確。（2）

按照電路圖在面包板上連接電路

1根據(jù)面包板豎向孔導(dǎo)通的特性，設(shè)計串并聯(lián)電路；

2用鑷子把所需的元器件插在面包板上，連接好之后，先不用連上兩個輸出端，而應(yīng)仔細(xì)檢查之后方可接通。

（3）.

測量電壓值/電流值

1電路準(zhǔn)確無誤，接上電源之后，可用萬用表測量電壓值和電流值；

2測量之前應(yīng)該把電位器調(diào)至電阻最大檔位，以免加上電壓之后導(dǎo)致二極管或電位器燒毀，在電流表接入電路之后慢慢調(diào)節(jié)阻值，使最大電流不超過10mA，繼而開始測量；

3測量電流時兩表筆應(yīng)該接入二極管支路且注意正負(fù)極方向，從而獲得準(zhǔn)確的電流值；

4測量電壓時兩表筆應(yīng)該放在二極管兩端且注意正負(fù)極方向，選擇合適檔位，獲得準(zhǔn)確的電壓值；

5測量電壓、電流應(yīng)交替進(jìn)行，每次旋動電位器時要小心、緩動，同時密切觀察萬用表的讀數(shù)；

6記錄數(shù)據(jù)，并舉行預(yù)處理

（4）

繪制二極管伏安特性曲線

1測量結(jié)束之后，將數(shù)據(jù)輸入計算機(jī)，用相關(guān)軟件擬合出曲線；2結(jié)合曲線分析相關(guān)原理。

（5）

輸入正弦波，觀察輸出波形三、數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)處理3.1、測繪變化曲線二極管伏安特性曲線VVVV圖2圖一四、實驗結(jié)論通過這次實驗，我繼續(xù)熟悉了面包板和接線方式。但是同時也得到了很多經(jīng)驗和教訓(xùn)：

在測電流和電壓交替過程中不要忘了“換孔換擋”問題；

要是電流足夠小，可以適當(dāng)?shù)某烦霰Ｗo(hù)電阻，使電流更易測量，但是要注意電位器的安全問題；

測量電流時不僅要保護(hù)電位器，也要保護(hù)萬用表的電流檔保險絲，避免燒壞；

接線以簡潔、易懂為上，不可亂接線，同時注意接地；

預(yù)習(xí)要更充分、更有目的，實驗時時間要抓緊，確保實驗任務(wù)的全部完成；

可利用Multisim軟件模擬仿真實驗室條件。

這些都需要在以后的實驗過程和實驗后中改進(jìn)。希望在接下來的實驗中我能在