示波器测二极管伏安特性曲线

电磁学设计性实验 用示波器显示二极管伏安特性曲线 学院 物理学院 姓名 学号 摘要 伏安特性曲线反映了元件在电路中的基本工作特性 传统的伏安法 测二极管的伏安特性曲线虽电路简单 但要人工测绘数据点 处理速度慢 误差较 大 而示波器则能接受连续变化的信号 并能把它自动描绘成图形 处理速度快 结果直观 将二极管的电压 U 加到示波器的 X 轴输入 端 将二极管的电流转化为 电压后加到示波器的 Y 轴输入 端 从而在示波器屏上得到伏安特性曲线图 象 通过二极管的电压降为横坐标 通过二极管的电流为纵坐标直观的显示二 极管的伏安特性 关键词 示波器 二极管 伏安特性曲线 引言 二极管是现代电子线路中的重要元件 了解它的伏安特性曲线对分 析电路十分重要 本次实验通过示波法测量多种二极管的伏安特性曲线 了解 其单向导电性 一 实验目的 1 进一步熟悉使用双踪示波器 2 了解二极管的伏安特性 测量其正向导通电压 二 仪器和用具 双踪示波器 YB1602 型数字函数信号发生器 稳压二极管 整流二极管 检波二极管 电阻箱一个 导线若干 三 实验原理 由二极管的特性曲线可知 在二极管两端加一正向电压 UD 逐渐改变 UD 的大小 当 UD达到或超过二极管的导通电压 将会有电流 ID出现 ID将随着 UD的变化而变化 由此可测出二极管 ID随 UD变化的正向伏安特性曲线 若 U 采用周期性连续变化的脉动直流电压提供 并把二极管两端电压 UD输入示波器 的 X 通道 作为水平扫描电压 把流过二极管的电流 ID取样后输入示波器的 Y 通道 作为垂直扫描电压 正确调节示波器 即可在荧光屏出现二极管的正向 伏安特性曲线 若将电源极性反向 根据二极管反向电压的大小适当选择脉动 直流电源电压 正确调节示波器 则可测出二极管的反向伏安特性曲线 本次设计性试验将测量三种二极管的伏安特性曲线 分别为稳压二极管 整流二极管 检波二极管 在这里以稳压二极管为例 介绍其伏安特性 图 a 为稳压二极管的伏安特性曲线 从图中可以看出 给稳压二极管两端加以正向电压 二极管表现为一个低 阻值的非线性电阻 当正向电压较小时 正向电流几乎为零 只有当正向电压 超过死区电压时 正向电流才明显增大 当正向管压降达到导通时 一般硅管 约为 0 6 0 8V 锗管约为 0 2 0 3V 二极管才处在正向导通状态 a b 实验中 将二极管连接到图 b 电路中 用一较小阻值的定值电阻与二极 管串联 则通过二极管的电流 ID与电阻上的电流 IR相同 而电阻两端的电压 UR IRR ID 即可输入电阻 R 上的电压来反映通过二极管的电流 为了正确的显 示波形 要使 X 输入端和 Y 输入端有公共端 因此 A 点为接地点 四 实验内容及步骤 1 按照图 b 连接电路图 2 打开信号源和示波器 调节信号发生器输出信号频率 f 为 500Hz 左右 电源 电压为 6 8V 左右 示波器打到 X Y 档 电阻箱可设为 100 欧 3 按下示波器 CH1 和 CH2 即可显示波形 适当调节电源电压和输出频率 电 阻箱阻值 以及示波器的偏转因素 使示波器显示屏上曲线大小适中 4 确定原点 按下示波器 X 和 Y 输出端的 GND 接地 调节两光点位置 使 其处于示波器显示屏的中心 如下图所示 即原点位置 5 测量二极管的正向导通电压 调节示波器 使其在显示屏上出现 2 个标尺 移动标尺位置 使其一个位于原点处 另一个位于曲线转折处 在示波器显示 屏上读出正向导通电压 6 实验测量 3 种二极管 只需重复以上步骤即可 五 实验结果及分析 1 稳压二极管的伏安特性曲线 可知其正向导通电压为 760mv 2 检波二极管的伏安特性曲线 可知其正向导通电压为 760mv 3 整流二极管的伏安特性曲线 可知其正向导通电压为 560mv 注 因为检波二极管和整流二极管的反向导通电压较大 实验用电源无法提供 大电压值 所以示波器显示屏上出现的曲线只是部分伏安特性曲线 并不完整 六 实验中出现的问题及其解决办法 问题 示波器的两个输入端只能输入电压信号 如何反映通过二极管的电 流 解决方案 用一较小阻值的定值电阻 如 R 100 与二极管串联 则通 过二极管的电流 ID与电阻上的电流 IR相同 而电阻两端的电压 UR IRR ID 即 可输入电阻 R 上的电压来反映通过二极管的电流 七 实验小结及建议 1 二极管具有单向导电性 通过实验得到了伏安特性曲线 2 本次设计性实验在选题方面难度较低 在实验过程中遇到的困难也在老师和 同学们的帮助下得到了解决 3 最初实验失败的原因是因为对双踪示波器的使用方法掌握不够全面 在查阅 资料和咨询同学后了解了其使用方法 实验顺利完成 4 建议 希望老师在教学过程中 能多多让同