电子元件的伏安特性测定.doc

电子元件的伏安特性的测定 图2.5-3是电流表外接法，图2.5-4是电流表内接法，图中R0＝200Ω为保护电子元件的限流电阻。由于电流表和电压表内阻的影响，两种接线方式都有系统误差。在外接电路中，电压表测得的是电阻Rx两端的电压。由于电流表外接，电流表测得的就不只是通过电阻Rx的电流，而是通过电压表和电阻的电流之和，用RV表示电压表的内阻，则 实验测得的电阻值应是： （2.5-1） 由此可见，采用电流表外接法测得的R值比电阻的真值Rx偏小。这种误差显然是由测量方法造成的系统误差，由式（2.5-1）式可以看出，当时，，所以电流表外接法适合测低值电阻。 在电流表内接电路中，电流表测出的是通过电阻Rx的电流，而电压表读出的却是电阻Rx和电流表上的电压之和，用RA表示电流表的内阻，则 实验测得的电阻值应是： （2.5-2） 由此可见，采用电流表内接法测得的R值比电阻的真值Rx偏大。只有当时才有，所以电流表内接法适合测高值电阻。 由上面的讨论可知，由于电压表和电流表内阻的存在，将给电阻的测量引入系统误差。若准确地知道RA和RV值，则可根据电路连接的方式，分别由（2.5-1）式或（2.5-2）式算出Rx的值，将系统误差加以修正。从修正公式可以看出，RV越大，RA越小，其内阻对测量结果的影响也就越小。 3．电表量程和精度的选择 电表的仪器额定误差为AmK%，其中Am为m档的量程，K为该电表的精度等级，一般分为0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5和5.0七个级别。所以，在测绘伏安特性曲线时，除了要考虑电表的接入所引起的系统误差外，还必须考虑电表本身的仪器额定误差。 以电流表为例来说明，假设我们用的电流表为1.0级，有1.5，7.5和30三档。正确选择量程可减小误差。例如要测1的电流，用1.5量程，用7.5的量程，用30的量程；。可见用1.5量程，测量的精度最高。 电阻的相对不确定度为 (2.5-3) 式中和 分别为电压表和电流表的仪器额定误差（只考虑B类不确定度），U和I为某一组测量值。 4．晶体三极管的输出特性曲线和晶体三极管的电流放大系数β。晶体三极管晶体三极管的基本功能是放大电流作用，通过输入一个小电流信号，可以产生大得多的电流输出。根据结结构的不同，晶体三极管可分为ＰＮＰ和ＮＰＮ型，其表示符号如图所示。β定量的表示，其定义为集电极电压Uce一定的条件下，集电极电流增量ΔIc与基极电流增量ΔIb之比，即 (2.5-4) 晶体三极管的输出特性输出特性 （）电流放大β，如图2.5-8所示。 【实验内容】 1．测量线性电阻的伏安特性 选择测量线性电阻和二极管伏安特性的电路，并接入线性电阻（阻值约为100Ω），分别用内接法和外接法测量电阻的伏安特性。注意选择好电压表和电流表的量程：在不超量程的前提下尽可能用小的量程，在同一项测量中不要更改量程。记数时记录指针偏转的格数（注意估读），课后将数据整理到报告上时再将其换算成相应的电压或电流值（下同）。 数据表格样本 电压表的量程：＿＿，精度等级：＿＿;毫安表的量程：＿＿，精度等级：＿＿;电阻的标称值：100Ω 内接法 U/小格 I/小格 外接法 U/小格 I/小格 2. 测量半导体二极管的正、反向伏安特性 将二极管接入电路，分别测量其正向和反向伏安特性。注意电压表和电流表量程的选择，并注意合理选取测量点。 数据表格样本 ＿＿向 电压表的量程：＿＿ 毫安表的量程：＿＿ U/小格 I/小格 3. 测量晶体三极管的输出特性曲线Ib=40.0μA,并在实验中保持不变，调节Rw2，测量不同集电极电压Uce（注意合理选择测量点）所对应的集电极电流Ic。改变基极电流Ib为60.0μA及80.0μA,重复上述测量。 数据表格样本 Ib=＿＿ 电压表的量程：＿＿ 毫安表的量程： ＿＿ 微安表量程：＿＿ 【数据处理】 画出电流表内、外接法测量线性电阻的伏安特性曲线并从中求出相应的待测电阻值，分别从内、外接法测量数据中选择一组电压大小相近的数据来计算相对不确定度（方法见（2.5-3）式）。对结果进行比较分析。 画出半导体二极管的正、