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用示波器显示发光二极管的伏安特性曲线实验目的：用示波器的X-Y方式显示发光二极管的伏安特性曲线（温度）仪器与用具：示波器、发光二极管、开关、电流表、电压表、稳压电源、变阻器、标准电阻预习报告：一：实验原理：发光二极管的正向电流与电压、反向电流与电压之间的关系可用IV特性曲线表示，如图给出了发光管的伏安特性曲线及其符号。从图中可以看出，给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（一般硅管约为0.5V，锗管约为0.1V）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0.60.7V，锗管约为0.20.3V），管子才处在正向导通状态。迅速增大的电流值有一最大限度，这个最大限度称为二极管的最大正向电流。给二极管两端加以反向电压，二极管表现为一个高阻值电阻。当反向电压较小时，反向电流很小，当反向电压超过反向击穿电压（一般在几十伏以上）后，反向电流会突然增大，二极管处于击穿状态。如右图，在a、b端接上交流电压（其最大输出电压的有效值一般为68V左右，并能随时调节）若接上直流电压，屏幕上只显示正向特征曲线。在、之间测出的是近似加在待测元件R0的电压，在、间的是电阻R的电压，这个电压正比于R0的电流强度。因而将二极管的电压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。我们希望显示图形从原点往右是X轴正向往上是Y轴的正向，在Y轴加正向电压时，光点往上走，和习惯相同，但对X轴取向，不同示波器有不同情况，连接电路时，根据图形显示情况，可以改变电路的连接方式，使二极管正确的显示。为了正确的显示波形，示波器的Y轴输入和X轴输入要有公共端。在测二极管伏安特性时，有时受实验室现有仪器设备本身结构的限制，可能示波器Y轴信号被短路，因此在实际电路设计中，取B点作为接地点。这种情况相当于伏安法测量中的电表内接方式，为了减小系统误差，R选用电阻箱，且值尽可能小，消除这个测量误差的影响。 开启GOS-6021双踪示波器电源,方式选择X-Y,调节两个通道POSITION旋钮,使亮点在中心,调节亮度旋钮INTEN和聚焦旋钮FOCUS。通道1,通道2输入耦合选择DC(直流耦合),连接电路如图一,图二所示。由于示波器的输入电阻较高,图一中的电路相当于安培表外接,这样引入的误差较小。图二电路设计效果也相同只是二极管两端的电压( )为,流经二极管的电流为 。由于示波器的X轴输入和Y轴输入有公共的接地端,在机子内已经连接好,所以设计的线路也必需有公共点(如图一中的C点),否则将导致待测电路短路。我们以硅稳压二极管(1N4729A)为例进行测量。图三是按图一连接的电路的伏安特性曲线。电源为振幅适当的正弦电压,二极管两端的电压降加在示波器的X轴,控制电子束产生光点的左、右移动,电子束水平偏转与电压成正比。与二极管串联的电阻R上的电压降加在示波器的Y轴上,则荧光屏上的光点就会产生上、下位移。R上的电压降与通过二极管的电流I成正比,因此,Y轴上的电压与I成正比。这样,在示波器荧光屏上可以显示二极管的伏安特性曲线。获得二极管的伏安特性曲线后,在亮线上取点所绘制的图形。实验中我们选择合适的输出信号频率和电压,以及合适的电阻获得合意的图形。实验出现的问题以及解决方法在实验过程中存在在如何设计电路的问题,以及如何获得最佳图形,图形定标等系列问题,在处理中我们归纳了下常见的问题并列出解决方法。1.图像看起来发生了偏移。如图四为同等实验条件下获得实验图形。这个是由于将输入选择按钮选择了交流耦合(AC)的缘故,应换成直流耦合(DC)。2.在实验中发现示波器中的图像明显分裂其形状如图五所示。我们通过改变电阻R,将R减小,同时选择合适的电压幅度偏转因数旋钮( VOLTS/DIV)可将图像调整到最佳状态。3.图形与我们一般的习惯不同,图像颠倒。我们可以通过改变公共接地端(A、B、C)及颠倒二极管的正反向可使显示的伏安特