第2讲非线性元件伏安特性的测量201210选读.ppt

第2讲 实验参考电路 * * 非线性元件伏安特性的测量 研究对象： 研究任务： 非线性元件的伏安特性 非线性元件 一、实验任务的定位 非线性元件伏安特性的测量 研究内容： 普通二极管伏安特性的测量 稳压二极管伏安特性的测量 概念解析 非线性元件伏安特性的测量 ——伏安曲线 研究对象： 电子元件 工作环境： 处于电路中 状态描述： 元件两端有电压、元件中有电流 图线表征： 横坐标—电压、纵坐标—电流 ——元件电流和电压的关系曲线 伏安曲线 概念表征： 线性特征 非线性特征 、线性与非线性 一、实验任务的定位 伏安法 ——利用伏安曲线研究元件特性的方法 线性与非线性元件 、伏安法 二、实验方案的策划 学科原理 非线性元件伏安特性的测量 在N型半导体中有许多可动的负电子和固定的正离子. ——P型与N性半导体 P型半导体: N型半导体: 在硅或锗晶体参入硼. P型半导体中有许多带正电荷的空穴和带负电荷的电离杂质. 属性或特征: 在硅或锗晶体参入砷. 属性或特征: 二、实验方案的策划 非线性元件伏安特性的测量 ——Pn结及其特征 学科原理 Pn结的形成: Pn结的特性: 当P型和N型半导体接触时, 空穴会 从P型半导体向N型半导体扩散,电子 会从N型半导体向P型半导体扩散. 在界面附近的结区存有空间电荷区. P型半导体一边的空间电荷是负离子. N型半导体一边的空间电荷是正离子. 二、实验方案的策划 学科原理 非线性元件伏安特性的测量 ——Pn结的空间电荷区变窄. 作用: Pn结处于正偏置: ——外电场下的Pn结及其特征 ——使载流子的扩散电流增加引起 正向电流. 当P区处于正电位、N区处于负电位. 二、实验方案的策划 学科原理 非线性元件伏安特性的测量 ——外电场下的Pn结及其特征 作用: ——Pn结的空间电荷区变宽. 当P区处于负电位、N区处于正电位. Pn结处于负偏置: ——形成在一定反向电压范围内与反 向偏置电压值无关的反向饱和电流. Pn结具有单向导电的特征 实验原理 ——普通二极管的伏安特性 二极管处于正向偏置工作状态 二、实验方案的策划 非线性元件伏安特性的测量 当正向电压小于某电压二极管将处于为非导通状态. 当正向电压达到某一电压之后流经二极管的电流会迅速变大. 主要参量： UD称为正向导通阈值电压. If为二极管正常工作时允许通过的最大正向平均电流. 实验原理 二、实验方案的策划 非线性元件伏安特性的测量 当反向电压小于某电压二极管将处于为非导通状态. Ub为反向击穿电压 Is是反向饱和电流 当反向电压达到某一电压之后流经二极管的电流迅速变大. 主要参量： ——普通二极管的伏安特性 二极管处于反向偏置工作状态 实验原理 二、实验方案的策划 非线性元件伏安特性的测量 UD称为正向导通阈值电压. If为稳压管正常工作时允许通过的最大正向平均电流. ——普通稳压管的伏安特性 主要参量： 稳压管处于正向偏置工作状态 当正向电压小于某电压稳压管将处于为非导通状态. 当正向电压达到某一电压之后流经稳压管的电流迅速变大. 实验原理 二、实验方案的策划 非线性元件伏安特性的测量 稳定电压U 最大稳压电流Imax 主要参量： 稳压管处于反向偏置工作状态 当反向电压小于某电压稳压管将处于为非导通状态. 当反向电压达到某一电压之后流经稳压管的电流迅速变大. ——普通稳压管的伏安特性 实验部件 电路器件: 三、实验装置的构建 非线性元件伏安特性的测量 直流稳压电源 电路结构: ——检测普通二极管伏安特性的电路元件及组合 组成分压、制流电路 电表连接采用外接法 可变电阻器 限流与取样电阻 数字电表等 正向偏置电压一般约为5V 实验部件 电路器件: 三、实验装置的构建 非线性元件伏安特性的测量 直流稳压电源 可变电阻器 限流与取样电阻 数字电表等 电路结构: ——检测普通二极管伏安特性的电路元件及组合 组成分压制流电路 反向偏置电压一般约为10V 电表连接采用内接法 四、实验步骤的策划 非线性元件伏安特性的测量 测量普通二极管的伏安特性 ⑴检测分压、限流电路的电路特性 ①完成右图电路的搭建. ②对该电路的分压与限流特性以及对电路电压的调控性能进行检测. 实验电路 非线性元件伏安特性的测量 ——制流电路及特征 制流电路 制流曲线 k = RL/RAB 四、实验步骤的策划 实验电路 非线性元件伏安特性的测量 ——分压电路及特征 k = RL/RAB 分压电路 分压曲线 四、实验步骤的策划 四、实验步骤的策划 非线性元件伏安特性的测量 测量普通二极