非线性伏安法.ppt

一 实验简介 电磁学实验或电子技术中常用电阻元件有两类 伏安法是电学中常用的一种基本测量方法 对于非线性电阻伏安特性和规律的深入分析 有利于对有关物理过程的理解和认识 如线绕电阻 金属膜电阻等 如光敏 热敏电阻 超导材料 以及本实验测量的半导体二极管 灯泡中的钨丝电阻等 二 实验目的 1 掌握伏安法研究二极管正向伏安特性及减少伏安法引入测量误差的方法 2 掌握伏安法测量钨丝灯的伏安特性 3 掌握用最小二乘法 回归法 求取经验公式的数据处理方法 1 伏安法 三 实验原理 1 电表内接法 2 电表外接法 欧姆定律 适用于RA RX 宜测大电阻 需修正电压 适用于RV RX 宜测小电阻 需修正电流 伏安特性及伏安特性曲线 电阻元件上的电压与流过它的电流之间的关系 称为该元件的伏安特性 描述这一关系的曲线称为伏安特性曲线 例 伏安特性曲线 非线性电阻元件 线性电阻元件 二极管的伏安特性 二极管 在PN结的两端个各引出一根电极引线 然后用外壳封装就构成半导体二极管 符号 开通电压 硅管约0 6 0 8V 锗管约0 2 0 4V 二极管伏安特性 二极管具有单向导电性 只有当正向电压加到某个数值时 电流才开始明显加大 这个外加电压值叫做二极管的阈值电压或开通电压 0 钨丝灯的伏安特性 金属钨的电阻温度系数为正 48 10 4 oC 电流经过钨丝灯时 I T R U 0 R 冷态电阻 四 实验仪器及介绍 DH6102型伏安特性实验仪一套 注意 二极管正向电压不能大于1伏 实验内容一 五 实验内容及要求 1 用外接法测量二极管的正向伏安特性 并进行电流修正 电路图如下 2 作二极管正向伏安特性图 即曲线图 从图中求出阈值电压值 并描述该曲线的特征及相关意义 得出结论 实验内容二 测量钨丝灯伏安特性曲线 在坐标纸上作其伏安特性曲线 得出结论 电路图如下 注意 钨丝灯电压不大于11伏 可变电阻器的分压接法 六 数据处理 1 列表 测二极管伏安特性数据 测钨丝灯伏安特性数据 实验图像 0 二极管伏安特性曲线 I mA U V UD 如何在图中得到阈值电压 2 用最小二乘法 回归法 求取二极管正向伏安特性的数学表达式 提示 两边取对数化为线性方程 Y A BXY LnIX UA LnaB b 附 用最小二乘法求二极管正向伏安特性经验公式的步骤 P18 20 得到y x的测量列 作y x关系图 找数学表达式 借用数学表达式 以曲化直 变成线性方程 确定新的测量列Y X 求相关系数R 判断R R临否 否则回到步骤4 若步骤4对则回到步骤3 若步骤3对则回到步骤1 求出A B 9 求 y 判断是否有粗差 有 则回到步骤6 10 求 a和 b确定A B的有效位数 11 还原成a b 12 确定经验公式 七 注意事项 注意区分可变电阻器的限流和分压接法 测量前电源电压先调零 缓慢调节电压 注意电压表的示数 二极管正向电压不能大于1伏 钨丝灯电压不大于11伏 135思考题1题 八 作业 实验报告基本要求 字迹清晰 文理通顺 图表正确 数据完备和结论明确内容包括 1 实验名称 2 实验目的 3 实验仪器 型号名称 重要参数 4 实验原理 2页 原理阐述 原理图 主要计算公式 5 实验步骤 6 数据处理 原始数据重新列表并计算处理 7 实验结论 测量结果报导 8 误差分析 重要实验误差来源 9 作业 10 预习报告 11 教师签字数据 签字数据基本格式和要求 1 用实验报告纸填写 题头写完整包含 学院 系别 专业 学号