“二极管的伏安特性”实验教案设计.pdf

1.1 实验目的 （1）掌握半导体二极管伏安特性的测试方法。 （2）学习电压表、电流表以及稳压源的使用方法。 1.2 原理与说明 1.2.1 元件的伏安特性 电阻元件和独立电源的伏安特性可用电压表、电流表来测定。二端元件的特 性，可用元件两端的电压和通过元件的电流之间的关系来表示。 这种关系称为元 件的伏安特性。 1.2.2 伏安特性曲线 在关联参考方向下， 电阻两端的电压 u 流过其的电流 i 有 μ=iR 的关系，电阻 上的电压和电流是同时存在的； 电阻元件任何瞬间的电压与同一瞬间的电流是同 时存在的。与其过去流过的电流有关，因此，电阻元件又成为“无记忆”元件。 如果把电阻元件的电压和电流分别作为直角坐标轴画出电压 μ与电流 i 关系曲 线，这条曲线称为该元件的伏安曲线。由于线形电阻的电阻值 R 不随电压和电 流改变， 因而线形电阻的伏安特性是一条通过原点的直线。 如图 1.1 所示。反之， 因为非线性电阻的电阻值 R 与其电压、电流的大小有关，因此其伏安特性曲线 将不同于线形电阻的伏安特性曲线。 半导体二极管是一个非线性电阻元件， 其伏 安特性曲线如图 1.2 所示。 图 1.1 图 1.2 1.3 预习要求 （1）复习教材中的相关部分。 （2）阅读实验讲义，了解实验原理和内容步骤。 1 1.4 实验器材 二极管 1N4007 直流电流表 0-50mA 0-100 μA 电阻若干通用电源教学台 1.5 实验内容与步骤 1.5.1 半导体二极管的伏安特性 图 1.5 （a）测试的是二极管的正向特性。确定接线无误后，接通稳压电源。 将输出电压调到 2V ，然后调节电阻 R，来改变二极管的两端电压以及流过的电 流值。使电压值分别为表 1.2 所列数值，并将所得的电流值记入表中。为了突出 曲线弯曲部分，可以在特性曲线弯曲部分多取几个点。 图 1.5 （a）二极管的正向特性测试电路 图 1.5 （b）二极管的反向特性测试电路 表 1.2 U （V ） 0.3 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 I （mA ） 图 1.5 （b）测试的是二极管的反向特性。由于流过的反向电流很小，所以选 用微安表。按照图 1.5 （b）接好二极管的反向特性测试电路，确定接线无误后， 接通稳压电源。然后调节电阻 R，使电压值分别为表 1.3 所列数值，并将所得的 电流值记入表 1.3 中。 表 1.3 U （V ） 5 10 15 20 25 30 I （μA ） 1.6 注意事项 （1）指针式直流表使用时注意极性。 （2）在测试半导体二极管的伏安特性时， 不允许超过它的电流和电压的额定值。