一、知识储备
1. 理
A 、函
B 、像
表示电源
流;图像
2. 源
源的效率的计算
电源
3. 电
电源的
三者关
电源的效率:
η=R P 出UI U IR ==== EI E I (R +r ) R +r P 二、典型例题
1.
0.66W ”字样,通过实验,此灯泡的伏
安牲曲线
定值电阻R=10?串联,再接在电动势
为3V ,内阻不计的电源中,求此为泡
的实际功率?
解析,把R 等效为电源的内阻,则由
闭合电路的姆定
交点即
2. 展
1完全相
同,则
方法一:令灯端的电压
等效电阻,
灯泡的电流和电压。
方法二:每
R 为电的
灯泡C 。C 两的电压仍
线为把原像横扩大两
阻是A 或B 一半,即
即为灯
3. 拓
非线性元件伏安特性的测量
1.
根据数据作图,如下
根据所趋
2. 稳压二极管
注:当电为
根据数据作图如下:
根据拟直
3.
红光二极管
根据图中趋势
绿光二极管
根据图中趋势
紫光二极管
根据图中趋势
对实验果
在测量稳压二极管伏安特时,在取数据点,没有准估计稳压二极管工电压,使得所得图像不过平滑,部分数据点距较,在以后的实验中应在工作电压附近取较多的点。而且于电压量程与精度不能同时兼顾,当后来电压逐渐增大时, 由于精度不够,部数据偏差较大而被舍弃,以后做此
非线性元件的特性研究
班级:
姓名:杨健雄
学号:0503090531 日期:2011年01月06日
实验目的】
1(测量
2(了解
3(正选
【实验仪器】
直流电流表、电表、滑线
【实验原理】
如图3—2—1(a)示,P—N具有单向导向的特性,用图3—2—1(b)所的合表示。根据制作二极管时所用半导材料的不同,又分
2(a)所,同(b)和硅
(c)分别是它正、反向试电路。当二极两端的电压U为零时,流I也应为零,所以特性曲线从坐标原点
图3—2—1 图3—2—2
由特曲线看出,当二极管为向接法时,随着压U的逐渐增加,电流I也增。但在开始一段,由于外加电压很低,这时P—N的内对载流子的运动仍起阻挡作用,基本上没有流流过P—N结,这一段称为区。硅管的区电压约为0,0.5V(图中OB)之间,锗管的死区电压约为0,0.2V(OA)之间。当加电压U超过死区电压以后,电流随电压的升就增加得很快。但要注意,电流不要超过其最大允许值,否则因过热而损坏子。并且,在一定工作电流下,管子的压通常越小越。正向电流和正向压降是极管正向特性的两个主
当二管反向接法时,在反向压不太高的情下,只有由少数载流子形的反向电流,反是电流的数值仅仅同少数载流的有关,而与反向电压的大小几乎无关(室温下硅管小于几微字,锗管因激发比硅管易得多,少数载流子较多,一般为几十微安)。反向电流是衡量二极管反的一个重要参,反向电流大,管子性能差。当反向电压加到一定数值时,外电场将半导体内被束缚的电子强行拉出来,造成反向流突然剧,这种象称为反向击穿。一手册中均出最大反向击穿电压,意使用时不要超过这个
从二极
1(二极管一非线性元
2(二极管具单向电性能,即P—N结正向导
3(正向导时,子的正向压
0.3V左右。
4(硅二极管与锗二极管主要区别在:锗管的正向电流比硅管升得快,正向压降较小。锗管反向电流比硅管的反向电流大得多,所锗管受温度的影响
【实验内容】
1(利“
2(
(1)为了减少量时的系误差,必须根据极管的正向电阻很小、反向电阻很大这一特点,选择合适的测量
(2)由二极
3(测二
【注意事项】
1(测量二极正向安特性时,安表读数不得超
2(测量二极反向安特性时,在二极管上的电
实验时,果
非线性元件伏安特性的测量
电阻是导体材料和半体材料的要特性参数,在电实验中经常要对电阻行测。测量电阻的方法有多种,伏安法是常用的基本
【实验目的】
1. 学常
2. 掌用
3. 测线
【实验原理】
所谓伏安法,就是用欧姆定
R = V / I
即可求得阻值R。可运用图法,作出伏特性曲线,从曲线上求得电阻值。对有些电阻,其伏安特性曲线为直线,称为性电阻,如常用的碳膜电阻、线绕电阻、金膜电阻等。有些元件,如灯泡、晶体二极管、稳压管、热敏电阻等,伏安特性曲线不直,称为非线性电阻元件,可通过作
用伏安法测电阻,原理简单,量方,但由于内阻接入的影响,给测量带一定系统误差。在电流表内接法中,由于压表测出的电压值V包括了电流表两端的电压,此,测量值要大于被测电
可见,于
在电流表外接法中,由电流表测出的流I包括了流过电压表电流,因此,测量值要小实际。由 可见,由于电压表内阻不是无大,故给测量带来
上述两种联接电的方法,给测量带来一定系统误差,即测量方法差。为此,必须对测量结果进行修正。其
其中R
为了减小上误差,须根据待
经过以上处理,可以小和消除由电表接入带来的系误差,但电表本身的仪误仍然存在,它决定于电表的准确度等级和量程,其
图16-1 电流表内接图16-2 电流表外接
式中和电
【实验仪器】
电阻元件伏特性实仪,待测
【实验步骤】
1.测
(1)根据图16-1接好电路。属膜电阻Rx为240W,每改变一次电压V,出相的I值,并填入下表中,作伏安特性线,再从曲线上求
电压(V)
电流(mA)
(2)根据图16-2联接好电路,仍用测量步骤1中Rx,每改变一次电流值出应的电压来。同样作出伏安特性曲线,并从曲线上求
(3)根据表内的大小,
2.测
(1)
稳压管实质上就一个结型硅二极管,它具有峭的反向击穿,工作在反向击穿状态。在制造稳压的工艺上,使它具有低压击穿特性。稳压管路中,入限流电阻,使稳压管击穿后电流不超过允许的数值,因此击穿态以长期持续,并能很好地重复
稳压管的特性曲如图16-3所示,它正向特性一般硅二极管样,但反向击穿特性较陡。由图可见,当反电压增加到击穿电压以后,稳压管进入击穿状态段,虽反向电流在很大的范围内变化,但它两端的电压变化很小或基本恒定。用压管的这一特性,可以达到稳压
(2)稳压管的参数
①稳定电压Vx。即压管在反向穿后其两端的实际作电压。这一参数随工电
压有相应的确定值。
②稳定电
③动态电
=6~7.5V。但对每
④最大稳定电流Ixmax和最稳定电流Ixmin。Ixmax是指稳管最大工作电流,超过此值,即超过了管子的允许
Ixmin
值,Vx不
(3)稳
实验电路如
(4)
①按图16-4
②增大输出电压,使压表的读逐渐增大,观察加稳压管上电压随电流化现象,通过观察确定测量范围,即电压与电流的
③测定稳压管正向特曲线,不应间隔取点,即电压量值不应等间隔地取,而是在电流化缓慢区间,电压间隔取的疏一些,在电变化迅
(5)
①将稳压管反接;
②定性观察被测稳压的反向特性,通过观察确定测试向特性时电压的调节范(该型号稳压管的最大工作电流Ixmax所对应的
③测试反特性,同样在
3.测
(1)行
(2)测
(3)
4.
晶体极管PN结在正导电时电很小,反向导电时电很大,具有向导电性。随着所加电的小,电流也不是成比例的变化,它的伏安特性曲线是一曲线,所属非线性元件。由图16-5可见,在二极管两端加正向时,在死区压以内,二极管呈现的电阻较大,所以只有很小的电流,一旦超过死区电压,电流增长很。二极的正电流不允许超最大整流电流,否则将导致
时,由于少数流子的用,形成反向流。反向电压在一
成反向饱和电流。当反向压增到一定度后,反向电流突然增大,出现反向击穿现象,此时二管将击穿而损坏,所以二极管必须给出反向工电压(通常是击穿电
按图16-6连接电,取电源电为1.5V,从0V始,每隔0.1V读一次电流,到电流达30mA为止,作正向伏安特曲线。图16-7连接电路,取电源电压为30V,从0V开,每隔2~3V读一次数,直
观察并
非线性元件的伏安特性
非线性
【一】 实验目的
电路中有各种电学元,如碳膜电阻、线绕电阻、晶体二极管和三管、光敏和热敏件等。人们常需要了解它们的安,以便正确的选用它们。通常以电压为横坐标,电流为纵坐标作出元件的压—电流关曲线,叫做该元件的伏安特性曲线。如果元件的伏安特性曲线是一条直线,过元件的电流元件两端的电压成正比,则称该元件为线元件(例如碳膜电阻);如果元件的伏安特性曲线不是直线,则称其为非线元件(例晶体二管、三极管)。本实通过测量极管的伏安特性曲线,了二极管的单向导电性的
【二】 实验装置
直流稳电源、流电压表2
注意事项:
1( 保护直流压电源,接通或开电源前均需先使其出为零;对输出调节旋钮的调节必须轻而
2( 更换测内容前,必须电源输出为零,
3( 测2AP型二极管的正、反伏安特性曲线时,注意正
4( 开实验时,
出电
【三】 实验原理
晶二管是常见
当对体二管加上正向置电压,则有正向
增大而增大。开始电随电变化较慢,当正向偏压增到接近二极管导通电压(锗二极管为0.2左,硅二管为0.7左右时),电流明显变化。在导通后,电压变化少许,电流就
当加反向偏置电时,极管处截止状态,但不是完全没电流,而是有很小的反向电流。该反电流随反向偏置电压增加得很慢,但当反偏置电压增至该二极
二极管一工作在向导通或反向止状态。正向导通时,注要超过其规定的额定电流;当反向截止时,要注加在该管的反向偏置电压应小于其反向击穿。但是,稳压二极管却利用二极管的反向击穿特性而恰恰工作于反向击穿状态。本实用安法测定二极管的伏安特性,测量
测定二极管电压与电时,电压表与电表有两种不的接法。如图2,压接A、D两端叫做电流表外接;电压表接A、D′叫做电表内接。电流表外接时,其读数为流过二极管的电ID与流过压表电流IV之和,即测得的电流偏大;电流表内接时,电压表读数为二极管电VD电流电压VA之和,即测得的电压偏大。因
误差。这种由电表入电路而引的测量差叫做接入。接入误差是系统误差,只要知电压表的内阻RV或电流表的内阻RA,就可以接法造成的测量误差算出来,然后选用测量误差较小的那接法。电流表外接,造成的电
?IDIVRD??IDIDRV
电表内接,造成的电
其中RD、RV、RA、分别二极管的内,压表的内阻和电流表的内阻。量时究竟选用哪种接法,要看RD、RV、RA的大小而定。显然,若RD/RV ,RA/RD应用电流表内接,反之则选用
【四】 实验内容
1.用逐点测试法测二极管的正向特性
(1)图(1)确连接电路,其
(2)
(3)调节RP使二极管两端电压UD(用万用
电,察电路中
2. 用逐点测试法测二极管的反向特性
(1) 根据图(2)正确接线,中电流表是?100μA,注意二极管要按反接。 (2)调节稳压
20V,然后接入电路。
(3)调节RP按表(2)所给的电规律变化(用万用表测,注意监测位置),调
3. 据理1和2测得的结果,在一坐标系中画出二极的正反、向伏安特性曲线。 【五】 试
【六】 思考题
1.
2. 测定二极反向特性时,有学发现所加电压还不1伏,微安表指示已超量程。你认为原因
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