南邮计科电工电子实验第一次课《非线性电阻伏安特性》实验报告

实验目的学会并熟悉使用数字万用表。掌握非线性器件伏安特性的测量方法。对非线性元器件有初步了解。初步掌握万用表等效电阻对被测电路的影响及其分析方法主要仪器设备及软件硬件直流稳压电源、台式数字万用表、实验箱、发光二极管、导线、稳压二极管。软件无实验原理或设计过程线性电阻的伏安特性满足欧姆定律是一条过原点的直线。发光二极管是非线性元件具有单向导电性。当发光二极管正向电压超过正向导通电压后继续升高正向电流急剧增大所以一般发光二极管都串接有保护电阻。发光二极管反向电压从零伏增加到负十几伏电流很小几乎为零。反向电压太大超过二极管的极限发光二极管可能被击穿损坏。稳压二极管接正向电压时电阻很小正向电压增加正向电流急剧增大。接反向电压时电阻很大电压增大时电流变化很小当反向电压超过稳压二极管的稳压值时二极管方向击穿电流增加很快电压基本不变。实验电路图发光二极管正向伏安特性2.发光二极管反向伏安特性3.稳压二极管正向伏安特性4.稳压二极管反向伏安特性实验数据分析和实验结果5.1实验内容发光二极管用数字万用表判断发光二极管的正负极性。连接电路图按给定电流测量发光二极管的正向特性记录电压。重新连接电路测量发光二极管的反向特性记录电流。绘制伏安特性曲线图。稳压二极管用数字万用表判断稳压管的正、负极性。用数字万用表二极管挡测量稳压管的正反向情况正向0.7 V蜂鸣器响 反向:open V,蜂鸣器不响连接电路图按给定电流测量稳压二极管的正向特性记录电压。重新连接电路测量稳压二极管的反向特性记录电流。绘制伏安特性曲线图。需要注意电流表的内外接法。二极管正向时电流表内接二极管反向时电流表外接。电流表内接法做实验电流表测量值为真实值而电压表测量值比真实值要大电流表外接法做实验电压表测量值为真实值而电流表测量值比真实值要大5.2实验结果表1发光二极管正反向测量正向连接Id(mA)0135101520Vd(V)01.881.941.961.992.022.03反向连接Vd(V)0-1-2-3-5-8-10Id(μA)00.0900.1820.2980.4970.7940992表2稳压二极管正反向测量正向连接Id(mA)01235101520Vd(V)00.690.700.720.730.750.780.79RD(Ω)0690.00350.00240.00146.0075.0052.0039.50反向连接Vd(V)0-3-9.68-9.70-9.74-9.77-9.81-9.91Id(mA)0-0.0029-1-3-5-8-10-15包括实验内容、数据表格、波形图等波形图不可以直接对示波器拍照必须根据示波器所示手动在纸上画图拍照,培养观察数据的完整性和画图的规范性。例1画图一定要规范坐标要标x轴和y轴的具体名称坐标原点特殊点要标注注意图与图中信号之间的频率和相位关系有关系的图只能在一页纸上不可分两页纸。RC电路的幅频特征曲线和相频特征曲线例2发光二极管正向电压超过阈值后继续升高正向电流急剧增大发光二极管反向电压从零伏增加到负十几伏电流很小数量级在10^-9左右测量时电表读数在0和0.01uA之间跳动。稳压二极管接正向电压时性质和正常二极管类似超过正向导通电压后电阻减小正向电压增加正向电流急剧增大。接反向小电压时电阻很大电压增大时电流变化很小当反向电压超过稳压二极管的阈值时二极管齐纳击穿电压基本不变电流快速变大。实验小结学习到了线性电阻和非线性电阻伏安特性的测量方法学会了辨认二极管的正负极在调整电源电压时应从小电压开始调整。了解了电压表电流表内接外接对大电阻和小电阻的影响。LED导通电压通常在1.5-2.3V的原因因为这个电压范围是大多数LED材料的电子和空穴复合产生光的最低能量需求。当施加的正向电压达到这个阈值时LED中的电子和空穴会在PN结附近相遇并复合以光的形式释放能量从而使LED发光。思考题;1.发光二极管的正反向伏安特性与稳压管不同正向特性LED正向导通电压较高约1.8~3V电流随电压指数增长稳压管正向特性类似普通二极管导通电压约0.7V。反向特性LED反向漏电流极小微安级无击穿现象稳压管反向击穿电压稳定用于稳压。2.数字万用表不同电阻档测LED正向电阻测量值不同LED为非线性元件电阻值与电流相关。不同档位输出的测试电流不同导致测得的正向电阻差异明显低档位电流大电阻显示更小高档位电流小电阻显示更大。