1、實(shí)驗(yàn)報(bào)告姓 名：湯博 班 級(jí)：F0703028學(xué)號(hào)：實(shí)驗(yàn)成績(jī)：同組姓名：無(wú) 實(shí)驗(yàn)日期：2008-3-4 指導(dǎo)老師：助教19 批閱日期:非線性元件伏安特性的測(cè)量【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? 學(xué)習(xí)測(cè)量非線性元件的伏安特性，針對(duì)所給各種非線性元件的特點(diǎn)，選擇一定的 實(shí)驗(yàn)方法，援用配套的實(shí)驗(yàn)儀器，測(cè)繪出它們的伏安特性曲線。2. 學(xué)習(xí)從實(shí)驗(yàn)曲線獲取有關(guān)信息的方法。【實(shí)驗(yàn)原理】1、 非線性元件的阻值用微分電阻表示，定義為R = dU/dl o2、如下圖所示，為一般二極管伏安特性曲線3、測(cè)量檢波和整流二極管，穩(wěn)壓二極管，發(fā)光二極管的伏安特性曲線，電路示意圖如下(1)檢波和整流二極管檢波二極管和整流二極管都具有單向?qū)щ娮饔?/p>

2、，他們的差別在于允許通過(guò)電流的大小和使用頻率范圍的高低。(2) 穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管的特點(diǎn)是反向擊穿具有可逆性，反向擊穿后，穩(wěn)壓二極管兩端的電壓保持恒定，這個(gè)電壓叫穩(wěn)壓二極管的工作電壓。(3) 發(fā)光二極管發(fā)光二極管當(dāng)兩端的電壓小于幵啟電壓時(shí)不會(huì)發(fā)光，也沒(méi)有電流流過(guò)。電壓一旦超過(guò)幵啟電壓，電流急劇上升，二極管發(fā)光，電流與電壓呈線性關(guān)系，直線與電壓 坐標(biāo)的交點(diǎn)可以認(rèn)為是幵啟電壓.使用公式一計(jì)算光的波長(zhǎng)。【實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄、實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算】1、檢波二極管正向：表一測(cè)量檢波二極管的正向伏安特性數(shù)據(jù)編號(hào)12345678910U(V)0.01620.07130.08960.1010.1380.1620.2080

3、.2280.250.277I(mA)3.3E-34.16E-37.77E-30.01890.0350.06470.15890.2180.2980.41編號(hào)11121314151617181920U(V)0.3280.3590.3920.4890.5240.5660.6020.7150.7720.877I(mA)0.6040.8341.041.8031.9872.332.633.674.235.3根據(jù)圖像去掉了幾個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)得到圖像如下：圖1檢波二極管正向伏安特性曲線及線形擬合直線Parameter Value ErrorA-3.10790.12413B9.54120.17351RSDNP0.999

4、50.043935<0.0001最后測(cè)得:檢波二極管的幵啟電壓 U =-0.326(V)逆向：表二 測(cè)量檢波二極管的逆向伏安特性數(shù)據(jù)編號(hào)1234567891011U(V)0.9892.944.886.868.9110.9112.6614.715.7916.6617.96I( A)1.082.043.154.966.179.0311.2313.1816.2717.2519.61根據(jù)數(shù)據(jù)得到圖像如下圖2檢波二極管逆向伏安特性曲線由于檢波二極管的逆向伏安特性曲線數(shù)據(jù)范圍與正向相差較大，如果將正向與逆 向放在一個(gè)圖像中，便不能將正向的變化顯示出來(lái)，因此使用了兩個(gè)圖像來(lái)表現(xiàn)檢波 二極管伏安特性曲線

5、的圖像特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：觀察圖像，檢波二極管的逆向電流極小，幾乎可以視為0.2、穩(wěn)壓二極管表三測(cè)量穩(wěn)壓二極管的伏安特性數(shù)據(jù)編號(hào)12345678910U(V)3.823.984.024.124.194.344.54.654.734.82I(mA)0.490.750.841.101.322.023.615.257.009.93編號(hào)11121314151617181920U(V)5.165.165.175.175.185.185.195.195.195.19I(mA)12.2613.3314.115.1217.1917.8918.6219.2519.519.94根據(jù)圖像去掉了幾個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)得到圖像如下圖3

6、穩(wěn)壓二極管伏安特性曲線及線形擬合直線ParameterValueErrorA1131.755111.64481B221.721.57383RSDNP0.990660.4824140.00934最后測(cè)得：穩(wěn)壓二極管的工作電壓U =-5.10(V)3、發(fā)光二極管表三發(fā)光二極管的伏安特性數(shù)據(jù)（紅光）編號(hào)12345678U(V)1.7921.8431.8621.8811.9061.9251.9371.952l(mA)2.044.085.446.568.0310.1711.9213.9編號(hào)9101112131415U(V)1.9581.9651.9721.9741.981.9811.983I(mA)15

7、.0016.7417.3918.0119.3519.6819.92表四 發(fā)光二極管的伏安特性數(shù)據(jù)（黃光）編號(hào)12345678U(V)1.8641.9051.9431.9611.9962.012.052.07I(mA)1.061.932.953.554.695.366.778.26編號(hào)9101112131415U(V)2.12.162.192.252.272.312.33I(mA)10.1311.9813.4815.5816.8118.3719.41表五發(fā)光二極管的伏安特性數(shù)據(jù)（綠光）編號(hào)12345678U(V)2.322.422.492.552.612.622.662.68I(mA)1.513

8、.415.216.818.579.7510.9711.94編號(hào)9101112131415U(V)2.722.752.782.812.822.832.84I(mA)13.5114.8416.3517.8818.7219.3819.8表六發(fā)光二極管的伏安特性數(shù)據(jù)（藍(lán)光）編號(hào)12345678U(V)2.662.762.822.872.932.973.003.03I(mA)1.733.44.586.117.869.4610.7311.62編號(hào)9101112131415U(V)3.043.073.13.123.143.163.18I(mA)12.1713.4714.9616.1217.4918.4719

9、.83表七 發(fā)光二極管的伏安特性數(shù)據(jù)（紫光）編號(hào)12345678U(V)3.063.123.163.193.213.233.253.27l(mA)1.512.894.25.556.988.189.9511.65編號(hào)9101112131415U(V)3.283.293.33.313.323.323.32I(mA)12.7414.115.4117.0318.9319.4619.96根據(jù)上述表格數(shù)據(jù)得到圖像如下：圖4發(fā)光二極管伏安特性曲線及線形擬合直線 圖像分析：紅光：ParameterValueErrorA-378.2413115.27252B200.780367.73957RSDNP0.9963

10、10.173657<0.0001最后經(jīng)過(guò)計(jì)算得到：紅_ =1.834(V)紅紅6.77E-7(m)黃光：ParameterValueErrorA-125.2324.04151B6210.3923RSDNP0.986240.3059430.10573最后經(jīng)過(guò)計(jì)算得到：黃_ =2.02(V)黃黃6.15E-7(m)綠光：ParameterValueErrorA-148.302458.69183B59.207553.08651RSDNP0.995950.1421153.09392E-4最后經(jīng)過(guò)計(jì)算得到：綠一 =2.50(V)=4.97E-7(m)藍(lán)光：Parameter ValueErrorA

11、-172.4394.94092B60.451.57348RSDNP0.998990.099525<0.0001最后經(jīng)過(guò)計(jì)算得到：藍(lán) -=2.85(V)=4.36E-7(m)藍(lán)紫光:ParameterValueErrorA-489.58823.41782B153.17.09624RSDNP0.996790.224452.17912E-4最后經(jīng)過(guò)計(jì)算得到:-=3.20(V)=3.88E-7(m)【對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果中的現(xiàn)象或問(wèn)題進(jìn)行分析、討論】1、 在測(cè)量檢波二極管的正向伏安特性時(shí)，由于對(duì)其開(kāi)啟電壓的值沒(méi)有進(jìn)行初步估計(jì)，導(dǎo)致在開(kāi)啟 電壓前的數(shù)據(jù)點(diǎn)較多，而開(kāi)啟電壓后的數(shù)據(jù)點(diǎn)不足， 可能在線性擬合時(shí)產(chǎn)生

12、較大誤差。 而在測(cè)量其 逆向伏安特性時(shí)，由于電流過(guò)小，必須使用最小量程。2、在測(cè)量穩(wěn)壓二極管的伏安特性時(shí)，在取數(shù)據(jù)點(diǎn)時(shí)，沒(méi)有準(zhǔn)確估計(jì)穩(wěn)壓二極管的工作電壓，使得所得圖像不過(guò)平滑，部分?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)間距較大， 在以后的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)在工作電壓附近取較多的數(shù)據(jù)點(diǎn)。而且由于電壓量程與精度不能同時(shí)兼顧，當(dāng)后來(lái)電壓逐漸增大時(shí)，由于精度不夠，有許多數(shù)據(jù)點(diǎn)的電壓取值均一樣。為了解決這一現(xiàn)象，可以在電壓表剛剛改變示數(shù)時(shí)記錄數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，對(duì)于相同電壓的數(shù)據(jù)點(diǎn)可以取電流最小的一個(gè)。3、在測(cè)量發(fā)光二極管的伏安特性時(shí)，所得曲線可能不夠平滑，我認(rèn)為數(shù)值差距主要出現(xiàn)在測(cè)量時(shí)未等電流或電壓表示數(shù)穩(wěn)定到準(zhǔn)確值就記錄了數(shù)據(jù)。同時(shí)在這

13、次測(cè)量中也出現(xiàn)了測(cè)量精度不夠的情況，解決方法如上。【思考題解答】1、總結(jié)各非線性元件的伏安特性答：檢波二極管：可以工作在一，三象限，當(dāng)通過(guò)正向電流時(shí)，起初電流變化較小，等到二極管兩 端電壓達(dá)到開(kāi)啟電壓以后，電流變化逐漸增大并成線性關(guān)系。當(dāng)通過(guò)逆向電流時(shí)，電流極小幾乎可 以視為0。由于實(shí)驗(yàn)中并沒(méi)有達(dá)到擊穿電壓，所以不知道被擊穿后的情形。穩(wěn)壓二極管：工作在第三象限，起初通過(guò)電流較小時(shí)，電壓變化較大，當(dāng)電壓到達(dá)工作電壓后， 電壓變化開(kāi)始趨于平緩。發(fā)光二極管：其工作原理與檢波二極管正向伏安特性相似，當(dāng)電壓超過(guò)其開(kāi)啟電壓時(shí)， 發(fā)光二極管開(kāi)始發(fā)光。并且可以根據(jù)公式一計(jì)算出各種可見(jiàn)光的波長(zhǎng)。2、在測(cè)量檢波二極管逆向伏安特性時(shí)，為何要將電流表內(nèi)接？答：理論分析：根據(jù)高中的物理知識(shí)，我們知道：在測(cè)量電阻的伏安特性時(shí)，由于內(nèi)阻的存在，電 流表與電壓表的測(cè)量值并非準(zhǔn)確值，當(dāng)電阻相對(duì)較小時(shí)，應(yīng)將電流表外接，因?yàn)殡妷罕淼膬?nèi)阻遠(yuǎn)大于電阻，所以其分去的電流可以忽略不計(jì)；當(dāng)電阻相對(duì)較小時(shí)，應(yīng)當(dāng)將電流表內(nèi)接，因?yàn)殡娏鞅淼膬?nèi)阻遠(yuǎn)小于電阻，所以其分去的電壓可以忽略不計(jì)。 在該實(shí)驗(yàn)中，