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明德乾 刘 凡 杨王科测绘非线性电阻伏测绘非线性电阻伏安特征曲线！安特征曲线！电学基本试验：物理物理C101班：班：第1页总体内容（1）实验目及要求 （2）试验设备及仪器 （3）试验原理 （4）试验步骤及内容 包含包含6个关键个关键点：点：（5）试验数据及处理 第2页实验目：（1）学习电学基本测量方法学习电学基本测量方法/步骤及注意事项步骤及注意事项（2）测绘二极管测绘二极管IV曲线曲线（3）学习作图法及最小二乘法处理数据学习作图法及最小二乘法处理数据（4）学习滑动变阻器分压特征和限流特征学习滑动变阻器分压特征和限流特征（5）学习电表内学习电表内/外接条件和方法外接条件和方法第3页注意关键点：（1）.测晶体二极管正向伏安特征时，毫安表读数测晶体二极管正向伏安特征时，毫安表读数 不得超出二极管允许经过最大正向电流值，加在不得超出二极管允许经过最大正向电流值，加在 晶体二极管上电压不得超出管子允许最大电压晶体二极管上电压不得超出管子允许最大电压 值。值。（2）.测量非线性电学器件时，曲线弯曲地方，电压间测量非线性电学器件时，曲线弯曲地方，电压间 隔应该适当减小。隔应该适当减小。第4页仪器设备：电压表电压表 电流表电流表 滑线变阻器滑线变阻器 直流稳定电压源直流稳定电压源 二极管二极管 导线等导线等第5页试验原理电路图以下电路图以下：（1）+mAVEK_+_RnBAC15mA二极管正向伏安特征曲线电路图二极管正向伏安特征曲线电路图第6页原理二：从电路图可看出，电流表内接，电压表测二极管从电路图可看出，电流表内接，电压表测二极管两端电压，设二极管电阻为两端电压，设二极管电阻为Rx，则因为电压表分流造，则因为电压表分流造成成Rx偏小。设电压表内阻偏小。设电压表内阻Rv，定值电阻，定值电阻R，则，则Rx计计算公式为：算公式为：Rx=R/（1+R/Rv）第7页原理三：晶体二极管伏安特征曲线：经过器件电流和晶体二极管伏安特征曲线：经过器件电流和 电压不成正比，伏安特征曲线是非线性：电压不成正比，伏安特征曲线是非线性：第8页实骤步验(1).按照电路图连接好电路，选择好电压表和电流表量按照电路图连接好电路，选择好电压表和电流表量程，电压表程，电压表 内接，毫安表外接。内接，毫安表外接。(2).检验电路，确保电路无误后接通电源，预防电表烧检验电路，确保电路无误后接通电源，预防电表烧坏。坏。(3).测量：迟缓增加电压从零开始，每隔测量：迟缓增加电压从零开始，每隔0.1V读一次电读一次电压表和电流表实数并统计表中。压表和电流表实数并统计表中。(4).用作图法处理数据，在图纸上画出二极管正向用作图法处理数据，在图纸上画出二极管正向I-V曲曲线图。线图。第9页数据统计表：数据统计表：U(V）0.10.20.30.40.50.60.70.8 I（mA）00000.0010.0030.0230.190非线性电阻（二极管正向）数据统计表电压表量程：010.0V电流表量程：025mA第10页U（v）I(mA)0.10.20.30.4 0.50.60.80.70.010.020.030.040.300试验数据处理试验数据处理：如图所表示，如图所表示，曲线某一点曲线某一点切线斜率表切线斜率表示在该电压示在该电压下二极管电下二极管电阻大小阻大小 如图中如图中P点点斜率：斜率：K=Tan=RxP第11页误差分析：误差分析：伏安采使用方法测试二极管正向特征曲线时采取电流表外接法，会产生电流测量误差，这些接入误差属于系统误差，必须对测量结果加以修正，操作起来比较繁琐。对于半导体整流二极管，正向导通电流为mA数量级，而反向电流仅为数量级，所以在选择测量电路和仪表时必须加以考虑第12页试验创新设计：原理及试验电路图以下：原理及试验电路图以下：利用测电位差方法利用测电位差方法来测二极管伏安特征曲来测二极管伏安特征曲线线,两点间电压等于两点间电压等于两点电位之差。两点电位之差。+E-KR1R2R0D待测电位I待测电位II电位差法测二极管伏安特征曲线试验电路图第13页设计试验步骤：设计试验步骤：（1 1）依据电路图把二极管）依据电路图把二极管D D和定值电阻和定值电阻R R串联，连串联，连接好电路接好电路（2 2）用电位计分别测出）用电位计分别测出D D和和R R0 0两端电位即是两端电位即是U UD D和和U UO O电压值，并统计表中。电压值，并统计表中。（3 3）依据）依据计算出流过计算出流过D D电流电流I I，并统计在表中。，并统计在表中。（4 4）用作图法进行数据处理并画出）用作图法进行数据处理并画出I IV V图。图。（5 5）误差分析）误差分析第14页第15页
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