非线性元件伏安特性实验报告

使用公式
eU =
hc λ
计算光的波长。
1
【实验数据记录、实验结果计算】
1、整流二极管 正向：
表一 测量整流二极管的正向伏安特性数据
编号
1
2
3
4
5
U(V)
0.000
0.118
0.211
0.359
0.518
I(mA) 0.000
0.000
0.000
0.000
0.257
编号
8
9
10
11
12
U(V)
0.587
最后得到：整流二极管的开启电压 U =
−A =
B
0.619(V)
2
负向：
编号 U(V) I(μA)
1 -1.41 -0.13
表二 测量整流二极管的负向伏安特性数据
2
3
4
5
6
7
8
9
-3.59 -5.93 -7.71 -9.85 -11.05 -12.71 -14.94 -16.75
-0.35 -0.58 -0.76 -0.97 - 1.09 -1.26 -1.48 -1.66
稳压二极管：工作在第三象限，起初通过电流较小时，电压变化较大，当电压到达 工作电压后，电压变化开始趋于平缓。
发光二极管：其工作原理与检波二极管正向伏安特性相似，当电压超过其开启电压
最后得到：
稳压二极管的工作电压 U =
−A =
B
-5.10(V)
4
3、发光二极管
编号 U(V) I(mA)
1 1.730 10.59
表三 发光二极管的伏安特性数据（红光）
2
3
4
5
6
7
1.740 1.748 1.756 1.764 1.772 1.779
11.96 13.15 14.38 15.60 16.83 17.90
3
2、稳压二极管
编号 U(V) I(mA) 编号 U(V) I(mA)
1 -4.12 -0.09 11 -5.10 -4.51
表三 测量稳压二极管的伏安特性数据
2
3
4
5
6
7
-4.17 -4.28 -4.54 -4.63 -4.70 -4.80
-0.10 -0.14 -0.32 -0.42 -0.53 -0.80
10 -18.29
-1.82
11 -19.01
-1.89
得到图像如下:
图 2 整流二极管负向伏安特性曲线 实验结论：
观察数据表，得到的整流二极管的反向电流极小，几乎可以视为 0。 观察图像可以发现，整流二极管负向伏安特性曲线几乎是线性的，得到 的数据点很整齐地在一条直线上。我们知道整流二极管反向耐压可达上千伏， 根据这个图像，我们可以知道当电压达到千伏时，电流也只有约 0.1 mA。
8 1.785 18.83
9 1.791 19.74
编号 U(V) I(mA)
1 1.98 11.36
表四 发光二极管的伏安特性数据（黄光）
2
3
4
5
6
7
2.00 2.02 2.03 2.04 2.06 2.07
12.82 13.84 14.53 15.64 16.83 17.61
8 2.09 18.82
R SD N P -----------------------------------------------------------0.99849 0.19991 9 <0.0001 -----------------------------------------------------最后经过计算得到：
最后经过计算得到：
U红 =
−A
B
= 1.661(V)
λ红 =
ℎc eU红
= 7.47E-7(m)
黄光：
Y=A+B*X
Parameter Value Error -----------------------------------------------------------A -121.36438 3.2337 B 67.04453 1.5814 ------------------------------------------------------------
最后经过计算得到：
U黄 =
−A
B
= 1.810 (V)
λ黄 =
ℎc eU黄
= 6.85E-7(m)
绿光：
Y=A+B*X
Parameter Value Error -----------------------------------------------------------A -167.5168 5.72612 B 59.16101 1.85552
【实验原理】
1、非线性元件的阻值用微分电阻表示，定义为 R = dU/dI。 2、如下图所示，为一般二极管伏安特性曲线
3、测量检波和整流二极管，稳压二极管，发光二极管的伏安特性曲线，电路示意图如下
(1)检波和整流二极管 检波二极管和整流二极管都具有单向导电作用，他们的差别在于允许通过电流的大小和 使用频率范围的高低。 (2)稳压二极管 稳压二极管的特点是反向击穿具有可逆性，反向击穿后，稳压二极管两端的电压保持恒 定，这个电压叫稳压二极管的工作电压。 (3)发光二极管 发光二极管当两端的电压小于开启电压时不会发光，也没有电流流过。电压一旦超过开 启电压，电流急剧上升，二极管发光，电流与电压呈线性关系，直线与电压坐标的交点可以 认为是开启电压．
7
光在真空中的光波长表知这次测得的数据还是基本符合要求的，个别数据有误差，但还 是可以接受的。
【思考题解答】
1、总结各非线性元件的伏安特性 答：整流二极管：可以工作在一，三象限，当通过正向电流时，起初电流变化较小，等 到二极管两端电压达到开启电压以后，电流变化逐渐增大并成线性关系。当通过逆向电 流时，电流极小几乎可以视为 0，但变化关系还是线性的。由于实验中并没有达到击穿 电压，所以不知道被击穿后的情形。
U绿 =
−
A B
= 2.832(V)
λ绿 =
ℎc eU绿
= 4.38E-7(m)
紫光：
Y=A+B*X
Parameter Value Error -----------------------------------------------------------A -234.13473 5.17172 B 72.9324 1.51453 ------------------------------------------------------------
12
13
14
15
16
17
-5.13 -5.15 -5.16 -5.17 -5.18 -5.19
-4.92 -7.48 -9.04 -10.52 -12.10 -13.38
8 -4.94 -1.45 18 -5.20 -14.80
9 -5.03 -2.57 19 -5.21 -16.49
10 -5.05 -2.96
实验原理1非线性元件的阻值用微分电阻表示定义为dudi2如下图所示为一般二极管伏安特性曲线3测量检波和整流二极管稳压二极管发光二极管的伏安特性曲线电路示意图如下1检波和整流二极管检波二极管和整流二极管都具有单向导电作用他们的差别在于允许通过电流的大小和使用频率范围的高低
姓 名：高阳 同组姓名：郭洋
实验报告
图 4 发光二极管伏安特性曲线及线形拟合直线
5
图像分析：
红光：
Y=A+B*X Parameter Value Error -----------------------------------------------------------A -251.11198 1.57247 B 151.21259 0.89198 -----------------------------------------------------------R SD N P -----------------------------------------------------------0.99988 0.05275 9 <0.0001 ------------------------------------------------------------
U紫 =
−A
B
= 3.210 (V)
λ紫 =
ℎc eU紫
= 3.86E-7(m)
【对实验结果中的现象或问题进行分析、讨论】
1、在测量整流二极管的正向伏安特性时, 由于对其开启电压的值没有进行初步估计, 导 致在开启电压前的数据点较多，多集中转折区域，而开启电压后的数据点不足，可能在 线性拟合时产生较大误差。而在测量其逆向伏安特性时，由于电流过小，必须使用最小 量程。
编号 U(V) I(mA)
1 3.35 10.05
表六 发光二极管的伏安特性数据（紫光）
2
3
4
5
67Βιβλιοθήκη 3.36 3.38 3.40 3.41 3.43 3.45
11.07 12.28 13.70 14.84 16.15 17.40
8 3.47 18.66
9 3.48 19.85
根据上述表格数据得到图像如下：
0.606
0.631
0.651
0.664
I(mA)
1.166
1.750
3.0
4.7
6.3
6 0.551 0.530
13 0.688 10.9
得到图像如下:
7 0.565 0.781
14 0.699 14.0
图 1 整流二极管正向伏安特性曲线及线性拟合直线
Y=A+B*X Parameter Value Error -----------------------------------------------------------A -100.27037 13.03331 B 162.09176 19.53863 -----------------------------------------------------------R SD N P -----------------------------------------------------------0.97889 1.07466 5 0.00367 ------------------------------------------------------------
R SD N P -----------------------------------------------------------0.99806 0.18859 9 <0.0001 ------------------------------------------------------------
2、在测量稳压二极管的伏安特性时，在取数据点时，则缺少在转折区域的数据点，使 得图像在转折时很不平滑，很突兀，这样就不能很好地把握转折区域，从而对线性区域 的线性拟合造成一定的误差。
3 在测量发光二极管的伏安特性时，同样应该更好地展示转折区域。虽然得到的线性关 系很明显，但对于线性关系边界的把握还是需要更多转折区域的数据点。而通过查各色
6
------------------------------------------------------------
R SD N P -----------------------------------------------------------0.99657 0.28878 9 <0.0001 -----------------------------------------------------------最后经过计算得到：
20 -5.22 -18.06
得到图像如下:
Y=A+B*X
图 3 稳压二极管伏安特性曲线
Parameter Value Error -----------------------------------------------------------A 746.79155 9.2159 B 146.49032 1.77949 -----------------------------------------------------------R SD N P -----------------------------------------------------------0.99948 0.1477 9 <0.0001 ------------------------------------------------------------
班 级：F0703028 学 号：5070309013 实验日期：2008-3-31 指导老师：助教 02
实验成绩： 批阅日期：
非线性元件伏安特性的测量
【实验目的】
1．学习测量非线性元件的伏安特性,针对所给各种非线性元件的特点，选择一定的实验方法， 援用配套的实验仪器，测绘出它们的伏安特性曲线。 2. 学习从实验曲线获取有关信息的方法。
9 2.11 19.89
编号 U(V) I(mA)
1 3.00 10.29
表五 发光二极管的伏安特性数据（绿光）
2
3
4
5
6
7
3.03 3.05 3.06 3.09 3.11 3.12
11.47 12.69 13.70 15.01 16.29 17.37
8 3.14 18.55
9 3.17 19.88