实验一 直流电路元器件伏安特性的测绘.doc

实验一 直流电路元件伏安特性的测绘一、实验目的1、认识常用电路元件。2、掌握万用表、电路原理实验箱的使用方法。3、掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的测绘方法。二、原理说明任何一个二端元件的特性可用该元件上的端电压U与通过该元件的电流I之间的函数关系I=f（U）来表示，即用I-U平面上的一条曲线来表示，这条曲线称为该元件的伏安特性曲线。图1-11、线性电阻器的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，图1-1中a曲线所示，该直线的斜率的倒数等于该电阻器的电阻值。用“伏安法”测量电阻根据欧姆定律可用“伏安法”测量电阻，即R=U/I 。但由于电压表和电流表内阻的存在，测量结果将存在误差。用“伏安法”测量电阻有图A和图B两种接线方式，用图A测出的结果实际上是被测电阻R与电流表内阻RI之和，而用图B测出的却是被测电阻R与电压表内阻RV并联的结果。当然，若RIR，则图A和图B有U/IR 。（图A） （图B）2、一般的半导体二极管是一个非线性电阻元件 ，其伏安特性如 图1-1中b所示。正向压降很小（一般的锗管约为0.20.3V，硅管约为0.50.7V），正向电流随正向压降的升高而急骤上升，而反向电压从零一直增加到十几伏至几十伏时，其反向电流增加很小，粗略地可视为零。可见，二极管具有单向导电性，如果反向电压加得过高，超过管子的极限值，则会导致管子击穿损坏。3、稳压二极管是一种特殊的半导体二极管，其正向特性与普通二极管类似，但其反向特性特别，如 图1-1中c所示。在反向电压开始增加时，其反向电流几乎为零，但当反向电压增加到某一数值时（称为管子的稳压值，有各种不同稳压值的稳压管）电流将突然增加，以后它的端电压将维持恒定，不再随外加的反向电压升高而增大。管子的稳压值稳定时，电流有一定的范围，电流超过此范围的极限值时稳压管会被反向击穿-电压骤降，这时须尽快去掉电源，管子短时击穿后可自行恢复。注意：流过二极管或稳压二极管的电流不能超过管子的极限值，否则管子会被烧坏。（参考：实验中所用管子的正向电流极限值约为0.5-0.7mA，稳压管反向电流范围约为10-33 mA。）三、实验设备1、万用表 2、RXDI-1型电路原理实验箱四、实验内容内容1、测定线性电阻器的伏安特性按图1-2接线，调节直流稳压电源的输出电压U，从0V开始缓慢地增加到10V，记下相应的电压表和电流表的读数UR、I。图1-2U(V)12345678910UR(V)I(mA)内容2、测定半导体二极管的伏安特性按图1-3接线，R为限流电阻，（1）测二极管的正向特性时，正向施压UD+可在00.75V之间取值。当正向施压达到“门槛电压”值（锗管约为0.2V，硅管约为0.6V）以后，二极管才能真正导通，可在“门槛电压”值附近多取几个测量点。要求：找出二极管的正向导通电压，并在此电压值附近多测几个点。（2）测反向特性时，只需将图1-3中的二极管D反接，且其反向施压UD-可从0V开始缓慢地增加到24V。 图1-3正向特性实验数据UD+(V)I(mA)UD-(V)I(mA)反向特性实验数据内容3、测定稳压二极管的伏安特性将图1-3中的二极管IN4007换成稳压二极管2CW55，重复实验内容2的测量。（参考：2CW55 稳压值范围：6.2-7.5V，稳压期间的电流范围约为10-33mA）要求：(1)找出稳压二极管的正向导通电压值。(2)测反向特性时，找出进入稳压区的电压值及相应电流范围。正向特性实验数据UZ+(V)I(mA)反向特性实验数据UZ-(V)I(mA)思考：用伏安法测电阻的两种接线方法中，电压表、电流表内阻对测量值有何影响？五、注意事项1、测二极管正向特性时，稳压电源输出应由小至大逐渐增加， 应时刻注意电流表读数不得超过200mA（量程）。2、进行不同实验时，应先估算电压和电流值，合理选择仪表的量程，勿使仪表超量程，仪表的极性亦不可接错。3、改换接线时，须先断电。4、拔实验导线时，应手持接头部位，边转动边轻轻向上拔出。六、实验报告1、根据各实验数据， 分别在方格纸上绘制出元件的光滑的伏