二极管伏安特性曲线测量方法

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测量二极管的伏安特性实验报告

测量二极管的伏安特性实验报告测量二极管的伏安特性实验报告引言：二极管是一种常见的电子元件，具有单向导电性质。

在电子学领域中，测量二极管的伏安特性是非常重要的实验之一。

通过测量二极管在不同电压和电流条件下的特性曲线，可以了解其工作状态和性能参数。

本实验旨在通过实际测量，探究二极管的伏安特性，并分析其特性曲线的变化规律。

实验步骤：1. 实验准备首先，我们需要准备一台数字万用表、一台可变直流电源、一根双头插针导线和一只二极管。

确保实验环境安全，并将电源接地。

2. 连接电路将电源的正极与数字万用表的电流测量端相连，再将二极管的正极与电源的负极相连，最后将二极管的负极与数字万用表的电流测量端相连。

3. 测量伏安特性逐渐调节电源的输出电压，从0V开始，每隔0.2V记录一组电流和电压的数值。

当电流达到一定值时，停止增加电压，记录此时的电流和电压数值。

然后，逐渐减小电源的输出电压，同样每隔0.2V记录一组电流和电压的数值。

直到电流减小到接近0A时，停止减小电压，记录此时的电流和电压数值。

4. 绘制伏安特性曲线将测得的电流和电压数值绘制成伏安特性曲线图。

横轴表示电压，纵轴表示电流。

根据实验数据，可以观察到二极管在不同电压下的电流变化情况，了解其导电特性。

实验结果与分析：根据实际测量数据绘制的伏安特性曲线，我们可以看到在正向电压下，二极管的电流随电压的增加而迅速增大。

这是因为在正向电压下，二极管的正极与负极之间形成了电势差，使得电子从N区域向P区域移动，从而导致电流的增大。

而在反向电压下，二极管的电流非常小，几乎接近于零。

这是因为在反向电压下，二极管的P区域与N区域之间的势垒增大，阻止了电子的流动。

此外，我们还可以观察到二极管的正向电压与电流之间存在一个临界点，称为二极管的正向压降。

当电压超过这个临界点时，电流急剧增加。

这是因为当正向电压超过二极管的正向压降时，势垒被破坏，电子可以自由地通过二极管，导致电流的急剧增加。

实验1 二极管伏安特性曲线的测试

实验1 二极管伏安特性曲线的测试
一、实验目的：
学会使用电流表和电压表（或万用表）测试二极管的伏安特性。

二、实验器材
稳压电源、万用表（两个）、二极管(IN4007、2AP9)、电位器、电阻、实验电路板。

三、实验内容和步骤
1、测试二极管的正向特性
（1）按实验线路图1连接好电路。

（2）接通电源，调节R1的值，按表1所列的数据逐渐增大二极管两端的电压。

测出对应的流过二极管的正向电流I V，把测量结果填入表1中
（3）按表1中记录数据，在直角坐标系上逐点描出两种二极管的正向特性曲线。

图1
正向电压(V) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 2 3
正向电流（mA）1N4007 2AP9
2、测试二极管的反向特性
（1）按实验线路图2连接好电路（电压表与二极管并联）
（2）输出电压从0V开始起调，按每2V间隔依次提高加在二极管两端的反向电压，并测量不同反压时的反向漏电流并将其数据记入表2中（测量时要注意万用表的量程和极性）。

（3）按表2中记录数据，在同一个直角坐标系上描出两种二极管的反向特性曲线。

图2
反向电压（V）0 2 4 6 8
1N4007
反向电流（μA）
2AP9。

实验4 二极管伏安特性曲线的测量

实验4 二极管伏安特性曲线的测量
一．实验目的
学会用万用表在面包板上测量二极管的电压和电流
学会用信号发生器为二极管输入信号以及用示波器对信号进行测量二．实验设备
直流电压源（5v）
示波器（RIGOL DS105VE）
函数信号发生器（EE1640C 中文版）
数字万用表（VC890D）
100Ω电阻
电位器
三．实验过程
1.先用万用表检验电位器的好坏
2.用万用表检验二极管的好坏并找出二极管的正负极
3.在面包板上搭建实验电路
4.调节电位器，分别测出电压和电流
四．实验电路及数据
电压（V）0 0.15 0.24 0.38 0.52 0.59 0.62 0.63 电流（mA）00 0 0.03 0.5 2.8 4.0 7.2
五．二极管单项导通性的验证
1.按图连接好电路
2.打开示波器输入正弦信号
3.在示波器上观察波形并记录
Vpp（V）Vmax（V）Vmin（V）频率（hz）CH1 3.02 +1.54 -1.48 1000 CH2 1.46 0 -1.46 1000
六．实验总结
1.检查电位器时观察电位器转动时示数是否均匀变化，否则电位器是无效的
2.测量一组电压后及时测量电流
3.在电流电压的测量切换间注意万用表表头和档位的切换。

实验3-1 伏安法测晶体二极管特性.

实验3-1 伏安法测晶体二极管特性给一个元件通以直流电，用电压表测出元件两端的电压，用电流表测出通过元器件的电流。

通常以电压为横坐标、电流为纵坐标，画出该元件电流和电压的关系曲线，称为该元件的伏安特性曲线。

这种研究元件特性的方法称为伏安法。

伏安特性曲线为直线的元件称为线性元件，如电阻；伏安特性曲线为非直线的元件称为非线性元件，如二极管、三极管等。

伏安法的主要用途是测量研究线性和非线性元件的电特性。

非线性电阻总是与一定的物理过程相联系，如发热、发光和能级跃迁等，江崎玲、於奈等人因研究与隧道二极管负电阻有关的现象而获得1973年的诺贝尔物理学奖。

【实验目的】1．具体了解和分析二极管的伏安特性曲线。

2．学会分析伏安法的电表接入误差，正确选择电路使其误差最小。

3．学会电表、电阻器、电源等基本仪器的使用。

【仪器用具】安培计、伏特计、变阻器、转盘电阻箱、甲电池、待测二极管、导线、双刀双掷倒向开关、单刀开关【实验原理】半导体二极管的核心是一个PN结，这个PN结处在一小片半导体材料的P区与N区之间（如图3-1-1），它由这片材料中的P型半导体区域和N型半导体区域相连所构成。

连接P 型区域的引出线称为P极，连接N型区域的引出线称为N极。

当电压加在PN结上时，若电压的正端接在P极上，电压的负端接在N极上（如图3-1-2），称这种连接为“正向连接”；反之，档PN结的两极反向连接到电压上时为“反向连接”。

正向连接时，二极管很容易导图3-1-1 图3-1-2通，反向连接时，二极管很难导通。

我们称二极管的这种特性为单向导电性。

实验工作中往往利用二极管的单向导电性进行整流、检波、作电子开关等。

二极管电流随外加电压变化的关系曲线称为伏安特性曲线。

二极管的伏安特性曲线如图3-1-3和图3-1-4所示。

这两个图说明了二极管的单向导电性。

由图可见，在正向区域，锗管和硅管的起始导通电压不同，电流上升的曲线斜率也不同。

图3-1-3 图3-1-4利用绘制出的二极管的伏安特性曲线，可以计算出二极管的直流电阻及表征其它特性的某些参数。

晶体二极管的伏安特性曲线

晶体二极管的伏安特性曲线二极管最重要的特性就是单向导电性，这是由于在不同极性的外加电压下，内部载流子的不同的运动过程形成的，反映到外部电路就是加到二极管两端的电压和通过二极管的电流之间的关系，即二极管的伏安特性。

在电子技术中，常用伏安特性曲线来直观描述电子器件的特性。

根据图1的试验电路来测量，在不同的外加电压下，每转变一次RP的值就可测得一组电压和电流数据，在以电压为横坐标，电流为纵坐标的直角坐标系中描绘出来，就得到二极管的伏安特性曲线。

图1 测量晶体二极管伏安特性a) 正向特性b) 反向特性图2 2CZ54D伏安特性曲线图3 2AP7伏安特性曲线图2和图3分别表示硅二极管2CZ54D和锗二极管2AP7的伏安特性曲线，图中坐标的右上方是二极管正偏时，电压和电流的关系曲线，简称正向特性；坐标左下方是二极管反偏时电压和电流的关系曲线，简称反向特性。

下面我们以图1为例加以说明。

当二极管两端电压为零时，电流也为零，PN结为动态平衡状态，所以特性曲线从坐标原点0开头。

（一）正向特性1. 不导通区（也叫死区）当二极管承受正向电压时，开头的一段，由于外加电压较小，还不足以克服PN结内电场对载流子运动的阻挡作用，因此正向电流几乎为零，二极管呈现的电阻较大，曲线0A段比较平坦，我们把这一段称作不导通区或者死区。

与它相对应的电压叫死区电压，一般硅二极管约0.5伏，锗二极管约0.2伏（随二极管的材料和温度不同而不同）。

2. 导通区当正向电压上升到大于死区电压时，PN结内电场几乎被抵消，二极管呈现的电阻很小，正向电流增长很快，二极管正向导通。

导通后，正向电压微小的增大会引起正向电流急剧增大，AB 段特性曲线陡直，电压与电流的关系近似于线性，我们把AB 段称作导通区。

导通后二极管两端的正向电压称为正向压降（或管压降），也近似认为是导通电压。

一般硅二极管约为0.7伏，锗二极管为0.3伏。

由图可见，这个电压比较稳定，几乎不随流过的电流大小而变化。

伏安法测二极管的伏安特性(共6张PPT)

2、接通电源，注意观察有无异常情况发生，否则马上切断电源，根据现象检查故障。实验步骤和要求
1、根据图8-2连接线路，并预置R0为最大值，R1为最大值，R2的输出为零，注意电表的极性!
2、接通电源，注意观察有无异常情况发生，否则马上切断电源，根据现象检查故障。图8-1 二极管的伏安特性 6 V)，对于每种UD值，调节R0，使检流UD (0.1～0.6 V)，对于每种UD值，调节R0，
使检流计指示为零，记下电流表的电流值．
4.根据测量数据，绘出二极管正向伏—安特性曲线
1、根据图8-2连接线路，并预置R0为最大值，R1为最大值，R2的输出为零，注意电表的极性!
2、接通电源，注意观察有无异常情况发生，否则马上切断电源，根据现象检查故障。
实验步骤和要求
1、根据图8-2连接线路，并预置R0为最大值，R1为最大值，R2 的输出为零，注意电表的极性!
2、接通电源，注意观察有无异常情况发生，否则马上切断电源，根据现象检查故障。
图8-2 伏安法测量二极管的特性电路 21、、接根通据电图源8-2，连注接意线观路察，有并无预异置常R情0为况最发大生值，，否R则1马为上最切大断值电，源R2，的根输据出现为象零检，查注故意障电。表的极性!
图82-、2 接伏通安电法源测，量注二意极观管察的有特无性异电常路情况发生，否则马上切断电源，根据现象检查故障。 3、选择各种值UD (0. 实验步骤和要求
图8-1 二极管的伏安特性
6 V)，对于每种UD值，调节R0，使检流计指示为零，记下电流表的电流值． 4.
6 V)，对于每种UD值，调节R0，使检流计指示为零，记下电流表的电流值． 4.
实验步骤和要求
图81-、2 根伏据安图法8测-2量连二接极线管路的，特并性预电置路R0为最大值，R1为最大值，R2的输出为零，注意电表的极性! 实验2、步接骤通和电要源求，注意观察有无异常情况发生，否则马上切断电源，根据现象检查故障。图6 V81)-、，2 根伏对据安于图法每8测种-2量U连D二接值极线，管路调的，节特并R性0预，电置使路R检0为流最计大指值示，为R零1，为记最下大电值流，表R2的的电输流出值为．零，注意电表的极性! 666636实、VVVVV验2444444)))))选、......，，，，，步择接对对对对对骤各通于于于于于和种电每每每每每要值源种种种种种求U，UUUUUDDDDDD注值值值值值(意0，，，，，.观调调调调调察节节节节节有RRRRR无00000，，，，，异使使使使使常检检检检检情流流流流流况计计计计计发指指指指指生示示示示示，为为为为为否零零零零零则，，，，，马记记记记记上下下下下下切电电电电电断流流流流流电表表表表表源的的的的的，电电电电电根流流流流流据值值值值值现．．．．．象检查故障。图6 V81)-、，2 根伏对据安于图法每8测种-2量U连D二接值极线，管路调的，节特并R性0预，电置使路R检0为流最计大指值示，为R零1，为记最下大电值流，表R2的的电输流出值为．零，注意电表的极性! 6实V验442)..、，步接对骤通于和电每要源种求，UD注值意，观调察节有R无0，异使常检情流况计发指生示，为否零则，马记上下切电断流电表源的，电根流据值现．象检查故障。 6 V41).、，根对据于图每8种-2U连D接值线，路调，节并R0预，置使R检0为流最计大指值示，为R零1，为记最下大电值流，表R2的的电输流出值为．零，注意电表的极性! 实验2、步接骤通和电要源求，注意观察有无异常情况发生，否则马上切断电源，根据现象检查故障。实验1、步根骤据和图要8求-2连接线路，并预置R0为最大值，R1为最大值，R2的输出为零，注意电表的极性!

二极管伏安特性曲线实验报告

二极管伏安特性曲线实验报告一、实验目的1、深入理解二极管的单向导电性。

2、掌握测量二极管伏安特性曲线的方法。

3、了解二极管伏安特性曲线的特点及其影响因素。

二、实验原理二极管是一种由 P 型半导体和 N 型半导体组成的电子元件，具有单向导电性。

当二极管正向偏置时（P 区接高电位，N 区接低电位），电流容易通过；反向偏置时（P 区接低电位，N 区接高电位），电流极小。

二极管的伏安特性方程为：＼I ＝ I_S （e^｛＼frac{U}｛nV_T}｝ 1)＼其中，＼（I\）是通过二极管的电流，＼（I_S\）是反向饱和电流，＼（U\）是二极管两端的电压，＼（n\）是发射系数，＼（V_T\）是温度的电压当量（约为 26 mV，在室温下）。

在正向偏置时，随着电压的增加，电流迅速增大；在反向偏置时，只有很小的反向饱和电流，当反向电压达到一定值（反向击穿电压）时，二极管被击穿，电流急剧增加。

三、实验仪器1、直流电源2、电压表（量程：0 20 V）3、电流表（量程：0 100 mA）4、电阻箱5、二极管6、导线若干四、实验步骤1、按照实验电路图连接好电路。

将二极管、电阻箱、电流表和直流电源串联，电压表并联在二极管两端。

2、调节直流电源，使输出电压为 0 V。

然后逐渐增加电压，每次增加 01 V，记录相应的电流值，直到电压达到 10 V 左右（正向偏置）。

3、接着，将电源极性反转，使二极管反向偏置。

从 0 V 开始逐渐增加反向电压，每次增加 1 V，记录对应的电流值，直到反向电压达到20 V 左右。

4、在实验过程中，要注意电流表和电压表的量程选择，避免超过量程损坏仪器。

五、实验数据记录与处理1、正向特性数据｜电压（V）｜ 00 ｜ 01 ｜ 02 ｜ 03 ｜ 04 ｜ 05 ｜ 06 ｜ 07 ｜08 ｜ 09 ｜ 10 ｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜电流（mA）｜ 000 ｜ 015 ｜ 050 ｜ 120 ｜ 250 ｜ 500 ｜ 850 ｜1500 ｜ 2200 ｜ 3000 ｜ 4000 ｜2、反向特性数据｜电压（V）｜ 00 ｜ 10 ｜ 20 ｜ 30 ｜ 40 ｜ 50 ｜ 60 ｜ 70 ｜80 ｜ 90 ｜ 100 ｜ 110 ｜ 120 ｜ 130 ｜ 140 ｜ 150 ｜ 160 ｜170 ｜ 180 ｜ 190 ｜ 200 ｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜电流（μA）｜ 000 ｜ 010 ｜ 020 ｜ 030 ｜ 050 ｜ 080 ｜ 120 ｜180 ｜ 250 ｜ 350 ｜ 500 ｜ 700 ｜ 1000 ｜ 1500 ｜ 2000 ｜ 2500 ｜3000 ｜ 3500 ｜ 4000 ｜ 4500 ｜ 5000 ｜3、绘制伏安特性曲线以电压为横坐标，电流为纵坐标，分别绘制出二极管的正向和反向伏安特性曲线。

实验二十四二极管伏安特性的测定

实验三十二二极管伏安特性的测定【实验目的】1．熟悉测量伏安特性的方法。

2．了解二极管的正、反向伏安特性。

【实验仪器】直流电源、电压表、毫安表、微安表、滑线变阻器、二极管、开关等。

【实验原理】通过一个元件的电流随元件上的外加电压而变化，这种变化关系如以电压为横坐标、电流为纵坐标可得出其关系曲线，该曲线就称为这一元件的伏安特性曲线。

通过元件中的电流I 随外加电压U 的变化可用公式I =U/R 表示，其中比例系数1/R 就是该元件的电导。

如果R 为定值，则伏安特性曲线是一条直线，具有这类性质的元件称为线性电阻元件，它们是严格服从欧姆定律的；如果R 不是定值，而是随着外加电压的变化而变化，则伏安特性是一条曲线，这类元件称为非线性电阻元件。

常用的晶体二极管就是非线性电阻元件，其阻值不仅与外加电压的大小有关，而且还与方向有关。

当二极管正极接高电势端，负极接低电势端时，电流从二极管的正极流入，负极流出，这时的伏安特性称为正向特性；反之，称为反向特性。

用伏安法测量二极管的特性曲线时，线路一般采用两种方法，即外接法（见图32-1a ）和内接法（见图32-1b ）。

由于测量电表内阻的存在，不管采用哪一种方法都会给测量结果带来系统误差。

下面将分析误差产生的原因和大小，以便在测量时合理选择线路接法。

在图32-1a 所示的外接法中，由于采用这一接法而产生的系统误差就是电压表中流过的电流I V ，并且VD D D V R U I I I I =∆=-= （32-1）或写成相对误差的形式VD D D R R I I =∆ （32-2）显然，电压表内阻R V 越大，二极管内阻R D 越小，电流测量产生的系统误差相对越小。

在图32-1b 所示的内接法中，由此而带来的系统误差就是电流表两端的电压U A ，并且D A D D A I R U U U U =∆=-= （32-3）其相对误差为DA D D R R U U =∆ （32-4）显然，电流表内阻R A 越小，二极管内阻R D 越大，电压测量产生的系统误差相对越小。

实验3电路元件特性曲线的伏安测量法

实验3电路元件特性曲线的伏安测量法实验3 电路元件特性曲线的伏安测量法⼀、实验⽬的1.了解⾮线性元件的伏安特性；2.学习⾮线性元件伏安特性的测试⽅法；3.掌握绘制曲线的⽅法。

⼆、实验原理1.了解晶体⼆极管和稳压⼆极管的伏安特性曲线。

2.晶体⼆极管是由⼀个PN 结，加相应的电极引线和管壳封装⽽成，了解⼆极管的死区、门限电压、导通电压、击穿电压和反向电流，根据其来确定实验时电压的数据范围。

⼆极管正向电阻和反向电阻区别很⼤，电阻值随着流过电流的⼤⼩⽽变化，伏安特性曲线不对称于坐标原点，具有单向导向性。

3.稳压⼆极管利⽤反向击穿特性，稳压范围从1v 到⼏百伏。

了解稳压⼆极管的主要参数，稳定电压、最⼤允许耗散功率（超过此功率稳压⼆极管会因过热⽽烧坏）、最⼤稳定电流和最⼩稳定电流（反向击穿区起始电流）。

稳压⼆极管的正向伏安特性类似于普通晶体⼆极管，反向伏安特性则不同。

稳定电压⼀般为-5V ，电流突增，端电压维持恒定。

4.了解曲线绘制的知识。

三、主要仪器设备元器件板、直流电源、直流电压表、电流表、数字万⽤表四、操作⽅法和实验步骤1.按照接线图连好各元器件（先将⼆极管正向连接），将电阻箱电阻调到零时，按要求调节电压并记录⼀系列数据，再将⼆极管⽅向连接，按要求调节记录数据。

2.调节电阻箱电阻，按步骤⼀测量。

3.再测量稳压⼆极管，将稳压⼆极管代替⼆极管，再按照步骤⼀测量正反向。

4.将稳压源⽤恒流源代替，再做步骤三。

4.将数据⽤计算机软件绘制成曲线图。

五、实验数据记录和处理1.逐点伏安测量法的接线图：装订线2.数据记录和曲线图表7-3-1 逐点伏安测量法在恒压源下的测量数据（晶体⼆极管）电阻为不为零表7-3-3 逐点伏安测量法在恒压源下的测量数据（稳压⼆极管）电阻不为零晶体⼆极管在两种情况下的伏安特性曲线：稳压⼆极管的伏安特性曲线：表7-3-4 逐点伏安测量法在恒流源下的测量数据（稳压⼆极管）以上数据说明⽤电流源也是可以测得稳压管伏安特性数据的，且数据与电压源测得的接近。

介绍测二极管伏安特性的几种方法

收稿日期:2004—05—10作者简介:王春会(1974-),女,辽宁朝阳市人,讲师,主要从事应用电子教学研究.【学术研究】介绍测二极管伏安特性的几种方法王春会1,佟瑞栋2(11朝阳师专,辽宁朝阳122000;21朝阳市第六中学,辽宁朝阳122000) 摘　要:通过对电表内接法、外接法、补偿法、电桥法、等效法等测二极管的伏安特性曲线的研究,评价出测量二极管伏安特性曲线的最佳方法.关键词:V -I 特性曲线;电流表;电压表;检流计中图分类号:O44116 文献标识码:A 文章编号:1008-5688(2006)03-0008-02测量二极管的伏安特性曲线是大学物理实验的重要内容之一.教学中通常使用电流表内接法和外接法,此外还有补偿法、电桥法和等效法等.本文就这几种测量方法的优缺点作一比较.1　电流表内接法如图1所示(开关K 打向1位置),这时电流表的读数I 为通过二极管D 的电流I D ;电压表上的读数V 不是二极管两端的电压V D ;而是二极管两端电压和电流表两端电压之和(比实际值偏大),V =V D +V A .如果V 、I 写成欧姆定律形式有: V =I (R D +R A ) (1)用电压表和电流表读数V 、I 作伏安特性曲线图,从(1)式可以看出,它不是二极管的伏安特性曲线,而是电流表和二极管串联后共同的伏安特性曲线.这种方法测量二极管的伏安特性曲线,存在理论误差.而且在测量时随着测量电压V 的提高,二极管的等效电阻R D 也将减小,R A 的作用加大,相对误差增大.但这种测量方法电路简单,操作方便.2　电流表外接法如图1所示(开关K 打向2位置),这时电压表的读数V 等于二极管的两端电压V D ;电流表的读数I 不是流过二极管的电流I D ,而是流过二极管和电压表电流之和(比实际偏大),即I =I D +I V .把V 、I 写成欧姆定律形式有:I =V R V +V R D V =I ・11R V+1R D =I・(R V ∥R D ) (2)用V 、I 作伏安特性曲线,从(2)式可看出,它不是二极管的伏安特性曲线,而是二极管和电压表并联后共同的伏安特性曲线.这种方法测量二极管的伏安特性曲线也存在理论误差,在测量低电压点时,二极管内阻较大,测量误差较大,随着测量点电压变高,二极管内阻变小,误差也相对变小.从(2)式我们可以看出,误差大小取决于电压表内阻和二极管等效电阻的大小.当R V µR D 时,理论误差可以忽略.一般讲,二极管正向电阻都较小,易满足R V µR D ,故电流表外接法测量二极管伏安特性曲线比电流表内接法误差要小,效果相对要好.3　补偿法第8卷第3期2006年9月辽宁师专学报JournalofLiaoningTeachersCollege Vol 18No 13Sep 12006 补偿法测量基本原理如图2所示.工作原理为:当两直流电源的同极性端相连接,而且其电动势大小恰好相等时(U BC =U BA ),回路中无电流流过灵敏度电流计,G 的指示为0.这时流经电流表A 的电流全部通过二极管(没有任何分流).电压表上的读数就是二极管两端电压V D (G 上无电流,故压降为零).这样在表上读取电压和电流的数据,作V -I 曲线就是二极管的伏安特性曲线.测量步骤如下:(1)调C 点到最左端,调R 点到最大;(2)合上K 1;断开K 0、K;(3)调节C 点到选定电压V ;(4)合上K 、K 0;调节R ,使G 指示为0;(5)闭合和断开K 0看G 有无变化,若有变化则进一步调节R ,直到K 0断开、闭合时G 无变化为止,记录G 和A 的读数;(6)重复2～5步骤,测量出一组V -I 值,作V -I 曲线.补偿法的理论误差为零,测量误差主要来自:一是检流计的灵敏度和电流表、电压表的精度;二是测量过程中的随机误差和过失误差.这种方法测量精度较高,但电路复杂,操作麻烦.4　等效法等效法测量电路如图3所示.测量原理为:保持P 点不变,调节R 0使无论K 在1位置还是2位置,电压表上读数不变,这时有:R P ∥R V ∥R D =R P ∥R V ∥(R A +R 0),所以有:R D =R A+R 0,故I =I A .这里的R P 为R 的P 点下部电阻,可见流过二极管的电流I可通过电流表直接读取,避免了测量二极管支路电流时由于接入电表引起的接入误差.则二极管的伏安特性曲线就是V -I A的关系曲线. 测量步骤如下:(1)P 点调到最下端,R 0调到最大,合上K 1;(2)K 2合到1位置,调节P 点使V 达到测量电压值;(3)保持P 点不动,K 2合到2位置,调节R 0使电压表数值为V (不变),记录下V 、I A 值;(4)重复2～3步骤,测出一组V -I A 值,作出V -I 曲线.这种方法的优点为没有理论误差,线路简单、易操作,测量精度较高,测量误差基本和补偿法一样.5　电桥法利用电桥平衡原理,把电流表A 、电压表V 、被测二极管D 和调节电阻R W 2各作一个桥臂构成电桥电路,电路图如图4所示,图中G 为检流计,R W 2为限流电阻.调节R W 1、R W 2使电桥平衡,则此时电流表上的电流I A即为流经过二极管D 中的电流I D ,电压表所测得的电压等于二极管D 两端的电压V D ,调节R W 1、R W 2选择不同的V D值和相应的I D 值,作出V D —I D 曲线即是二极管的伏安特性曲线.测量骤如下:(1)调节R W 到最下端,打开K,合上K 1;(2)粗调R W 3、R W 2、R W 1,选定一个测量电压V ,这时合上K,看G 摆动大小和方向,分析地调节R W 2与R W 3直到检流计平衡;(3)断开、合上K,看G 有无变化;若有变化,进一步调节R W 2,直至K 合上、断开时G 无变化为止;(4)调节R W 1,选定另一个电压测量点V (由于R D 为非线性,故当调节R W 时,原电桥平衡被破坏,需要重新调平衡);(5)再调R W 2或R W 3使电桥达到新的平衡;(6)重复3～5步骤,测出一组V D 、I D 值,作出V D -I D 曲线.(下转16页)王春会,等介绍测二极管伏安特性的几种方法9　器代用品及简易装置,为学生后期实验提供良好的条件.这样做,不仅节约实验经费,还能使学生学会根据现有知识和当地条件,因陋就简地解决一些实际问题,能够培养学生自己动手、艰苦奋斗的精神.例如:在自制指示剂一节中,学生通过学习自制指示剂的基本原理,可以在不同季节里找出不同的鲜花,不同地方找出不同植物及果实,自制几种不同的指示剂.学生还可以自制一些生活用品,诸如胶水、酒精块、香皂、汽水等产品.通过这类实验,能使学生的动手能力、实践能力及实验技能得到锻炼和提高.3　激发化学制作兴趣,加强创新能力的培养兴趣是学生学习的内在动力,成功的教学需要的不是强制,而是激发学生的兴趣,自觉地启动思维的阀门.在化学制作实验教学中,有些趣味实验就是为此而专门设计开发的.例如,自制汽水、会报天气的娃娃、自制肥皂、检验是否吸烟喝酒等一些与生活实际相联系的实验,学生对此会很有兴趣.有了兴趣就有了学习的动力,有了实现实验结果的愿望,就激发了学生的求知欲.陶行知先生曾说过,创造始于问题,有了问题才有思考,有了思考,才有解决问题的方法.通过制作实验,使学生自主参与实验改革创新过程,并且把所学专业知识和专业技能融合起来,将其转化为创新精神,创新能力.例如:在制作会报天气的娃娃一节时,要求每人做一个娃娃,在潮湿天气中有颜色变化即可.同学们展开丰富的想象力,每人做的娃娃形状各异,有洋娃娃金发碧眼,有古典娃娃端庄美丽、有男有女,但都有明显的个性特征.学生们都很兴奋,感到课程角色发生了根本变化,即由课程的被动参与者和接受者变成了开发者和设计者.4　挖掘学生潜能,展示实践能力人具有极大的潜能,这一点,已经被生理学家、心理学家所证实.但一个人的潜能,深隐在思维的深处,学生自己也不知道自己有多大的潜能,这就需要在教学活动中不断地发现观察,更多地引导与鼓励.为此,创造一个良好的课堂氛围,让每个学生实实在在地感到自我存在的价值,自我理智的力量以及情感的满足.这是一种建构性的追求,尊重个性体验的课程观.在上化学制作实验课时,要抓住学生喜欢追求“新、奇、异”的特点,每做化学制作实验前,可预先告知制作的题目,要求学生制定化学制作的初步方案,学生就会查找资料,跃跃欲试,一展自己的个性潜能和聪明才智.在实验技能训练与制作作品展示中有的同学就展示了“鲜花三变”、“火山爆发”、“指纹检验”、“踩地雷”等作品,有的同学利用已有知识设计出3种不同方案,设计出使液体自燃的实验等等.展示了学生的实践能力,使学生的个性潜能得到发挥.5　综述教学实践表明,教师的教学观和学生的学习观都会发生很大的变化.从教师观来看,在教学中既强调引导和协助,又有示范和调控.从学生观来看既有学习的主导性,开放性和实践性,又有学生与教师的合作,从而教学相长.因此,高职学生在学科教学中进行技能训练及创造能力的培养,既符合高职教育的实际,又是我们现阶段现有教育的薄弱之处.应把培养创新能力和实践能力作为实验改革的核心,把实验教育视为培养创新能力和实践能力的主要途径,以满足社会发展对人才的要求.(责任编辑　王心满,朱成杰)(上接9页)电桥法测量二极管的伏安特性曲线,理论误差为零,原理简单,测量误差原因同补偿法一致,但电路较复杂,操作麻烦,不易调到想测的电压点.上面讨论了测量二极管的伏安特性曲线的五种方法,这五种方法各有优缺点.总体看,伏安法原理简单,易操作,但误差较大.补偿法、电桥法和等效法测量精度理论上一样,作出的曲线较好,但补偿法和电桥法操作麻烦,易产生偶然误差和过失误差.等效法结构简单,操作方便,测量准确,是测量二极管伏安特性曲线的一种理想方法.参考文献:[1]贾玉润.大学物理实验[M].上海:复旦大学出版社,1987.201-204.[2]林抒.普通物理实验[M].北京:人民教育出版社,1983.235-238.[3]杨介信.普通物理实验[M].北京:高等教育出版社,1987.46-59.[4]华中工学院.物理实验[M].北京:高等教育出版社,2002.84-87.(责任编辑　邵宝善,王　巍)16　辽宁师专学报2006年第3期。

二极管伏安特性曲线测量实验报告

二极管伏安特性曲线测量实验报告
二极管伏安特性曲线测量实验是衡量并分析二极管运放特性的一种重要方式，本实验
旨在观察和测量二极管运放原理工作性质，探究一极管伏安特性曲线，测量有源阻抗及输
出特性，并不断改进电路设计，达到理想的电路特性。

实验过程：
1、准备实验设备：万用表、恒流源、可调电阻、电容、Power控制仪、二极管。

2、根据实验报告要求使用万用表调节可调电阻的电阻值，并使用恒流源将合适的电
流流入二极管。

3、进行实验，将二极管的输入和输出特性记录下来，并绘制出二极管伏安特性曲线，分析其特性。

4、修改电路，将实验结果与理论值对比，进行性能指标的比较，确定电路的优劣，
并不断改进电路设计，最终达到理想的电路特性。

本次实验测量了二极管伏安特性曲线，从实验结果可以看出，随着施加偏压的增加，
二极管控制区渐渐变大，放大系数逐渐增大，电路稳定性和可靠性也提高，功耗较低，噪
声低无失真，符合要求，可实现正常工作、放大及信号处理等功能。

实验可视化表明，原
理性能良好，各指标符合设计要求，将有助于更好更准确地测量电路特性，改进电路的设计，提高电路性能。

二极管伏安特性曲线的测绘

二极管伏安特性曲线的测量实验目的1.掌握设计合适的检测电路和了解各元件的特点2.测绘二极管伏安特性曲线实验原理实验步骤1.反向特性测试电路。

二极管的反向电阻值很大，采用电流表内接测试电路可以减少测量误差。

测量电路如下，变阻器设置700Ώ.2.正向特性测试电路。

二极管在正向导通时，呈现的电阻值较小，拟采用电流表外接测试电路，如图所示，电源电压在0~10V内调节，变阻器开始设置700Ώ，调节电源电压，以得到所需电流值。

实验数据处理又公式可得如下数值U(V) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14I（mA）0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0电阻计0 ∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞算值（kΏ）U(V) 0.1000 0.2000 0.3000 0.4000 0.5000 0．6000 0.6200 0.6400 0.6600 0.6800 I（mA）0.0000 0.0000 0.0007 0.0016 0.0134 0.4680 0.8715 1.5020 2.3570 3.4050 ∞∞428.57 250.00 37.3134 1.2821 0.7114 0.4261 0.2800 0.1997 R测（kΏ）R实（k∞∞750.00 333.33 37.7597 1.2840 0.7126 0.4269 0.2810 0.2005 Ώ）U(V) 0.7000 0.7200 0.7400 0.7600 0.7800 0.8000 0.8200 0.8400 0.8600 0.8800 I（mA） 4.6190 5.9720 7.4290 8.9500 10.5230 12.156 13.820 15.526 17.260 19.0150.1515 0.1206 0.0996 0.0849 0.0741 0.0658 0.0593 0.0541 0.04982 0.04630 R测（kΏ）R实（k0.1520 0.1211 0.0999 0.0852 0.0743 0.0659 0.0594 0.0541 0.04982 0.04630 Ώ）由于电压表电阻比较大，2V量程时电压表电阻为1M Ώ，所以根据公式可以计算出R实际如上表，但可以几乎可以忽略电压表的影响。

(完整版)伏安法测二极管的特性(最新整理)

实验三伏安法测二极管的特性电路中有各种电学元件，如线性电阻、半导体二极管和三极管，以及光敏、热敏和压敏元件等。

知道这些元件的伏安特性，对正确地使用它们是至关重要的。

利用滑线变阻器的分压接法，通过电压和电流表正确地测出它们的电压与电流的变化关系称为伏安测量法（简称伏安法）。

伏安法是电学中常用的一种基本测量方法。

1、教学目标（1）了解分压器电路的调节特性；（2）掌握测量伏安特性的基本方法；（3）了解二极管的正向伏安特性。

2、实验原理2.1 电学元件的伏安特性在某一电学元件两端加上直流电压，在元件内就会有电流通过，通过元件的电流与端电压之间的关系称为电学元件的伏安特性。

在欧姆定律U=IR 式中，电压U 的单位为V ，电流I 的单位为A ，电阻R 的单位为Ω。

一般以电压为横坐标和电流为纵坐标作出元件的电压－电流关系曲线，称为该元件的伏安特性曲线。

对于碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻等电学元件，在通常情况下，通过元件的电流与加在元件两端的电压成正比关系变化，即其伏安特性曲线为一直线。

这类元件称为线性元件。

半导体二极管、稳压管等元件，通过元件的电流与加在元件两端的电压不成线性关系变化，其伏安特性为一曲线。

这类元件称为非线性元件，如图1所示为某二极管元件的伏安特性。

在设计测量电学元件伏安特性的线路时，必须了解待测元件的规格，使加在它上面的电压和通过的电流均不超过额定值。

此外，还必须了解测量时所需其它仪器的规格（如电源、电压表、电流表、滑线变阻器等的规格），也不得超过其量程或使用范围。

根据这些条件所设计的线路，可以将测量误差减到最小。

2.2 二极管测量电路的比较与选择电路的比较和说明可参考教材p56自己分析。

3、实验室提供的仪器和用具直流电源，滑线变阻器（1A ，190Ω），直流电压表（0.5级，1.5-15V 四量程），直流电流表（0.5级，25-50mA 二量程），两个电阻箱（ZX21型），直流检流计（AC5型），待测二极管，单刀双掷开关及导线若干等。

二极管伏安特性曲线测量方法

二极管伏安特性曲线测量方法摘要：通过使用伏安法、补偿法、等效法、示波器法测量二极管伏安特性曲线,介绍各自的测量方法并对其优缺点做以比较,评价出在不同使用范围下最好的方法.关键词：V-I特性曲线;电流表;电压表;检流计;示波器二极管作为电路中的基本元件，其开启电压是一个重要参数，可通过测量二极管伏安特性曲线得到开启电压。

通常测定二极管伏安特性曲线的方法有伏安法、补偿法、等效法等，本文又引入了示波器法，并对以上方法各自的优缺点进行分析。

1 实验方法1.1 伏安法图1.1.1 伏安法测二极管伏安特性曲线电路图电流表外接法：如图1.1.1所示（开关K打向2位置）[1]，此时电压表的读数等于二极管两端电U；电流表的读数I是流过二极管和电压表的电流之和（比实际值大），即I =D I+Iv。

压D由欧姆定律可得：I=V/Rv+V/D R(1.1)用V、I所作伏安特性曲线电流是电压表和二极管的电流之和，显然不是二极管的伏安特性曲线，所用此方法测量存在理论误差。

在测量低电压时，二极管内阻较大，误差较大，随着测量点电压升高，二极管内阻变小，误差也相对减小；在测量二极管正向伏安曲线时，由于二极管正向内阻相对较小，用此方法误差相对较小。

表1.1.1 电流表外接法测二极管正向伏安特性曲线测量数据此次测量所绘伏安曲线如图1.1.2所示。

图1.1.2 电流表外接法所测二极管的伏安特性曲线电流表内接法：如图1.1.1所示（开关K 打向1位置），这时电流表的读数I 为通过二极管D 的电流，电压表读数是电流表和二极管电压之和，U =D U +A U 。

由欧姆定律可得：U =I （D R +A R ）此方法作曲线所用电压值是二极管和电流表电压之和，存在理论误差，在测量过程中随着电压U 提高，二极管的等效内阻D R 减小，电流表作用更大，相对误差增加；小量程电流表内阻A R 较大，引起误差较大。

但此方法在测量二极管反向伏安特性曲线时，由于二极管反向内阻特别大，故误差较小。

实验报告-发光二极管伏安曲线测量

【实验题目】发光二极管的伏安特性【实验记录】1．实验仪器2．绿色发光二极管正向伏安特性测量数据记录表3．绿色发光二极管正向伏安特性测量数据记录表4．蓝色发光二极管正向伏安特性测量数据记录表5．电表内阻测量：AR = Ω（30mA ） V R = 6000Ω（6V ）【数据处理】在同一坐标系中作出红、绿、蓝发光二极管的伏安特性曲线。

对比红、绿、蓝三种发光二极管的伏安特性曲线，定性判断其导通电压的大小。

发光二极管的伏安特性曲线导通电压：U红= U绿= U蓝=【总结与讨论】由实验和二极管的伏安特性曲线图可知，开始时，发光二极管的电流随着电压的增大没有明显变化，发光二极管也不发光。

直到电压大于某个值，即导通电压后，电流随电压的变化呈线性增加。

对比三种发光二极管可发现红色发光二极管的导通电压最大，增长最快。

绿光和蓝光二极管的导通电压大小接近,但绿色发光二级管的导通电压微小于蓝色发光二级管的导通电压。

【复习思考题】发光二极管有哪些应用试举一两例并介绍其工作原理。

答：发光二极管具有耗能低，体积小寿命长等优点。

LED被广泛用于种电子仪器和电子设备中，可作为电源指示灯、电平指示或微光源之用。

红外发光管常被用于电视机、录像机等的遥控器中。

(1)利用高亮度或超高亮度发光二极管制作微型手电的电路如图所示。

图中电阻R限流电阻，其值应保证电源电压最高时应使LED的电流小于最大允许电流IFm。

(2)单LED电平指示电路。

在放大器、振荡器或脉冲数字电路的输出端，可用LED表示输出信号是否正常，如图所示。

R为限流电阻。

只有当输出电压大于LED的阈值电压时，LED才可能发光。

(3)单LED可充作低压稳压管用。

由于LED正向导通后，电流随电压变化非常快，具有普通稳压管稳压特性。

发光二极管的稳定电压在～3V间，应根据需要进行选择VF，如图所示。

报告成绩（满分30分）：指导教师签名：日期：。

用伏安法测定二极管的特性曲线

1§4.4 用伏安法测定二极管的特性曲线目的1．掌握分压器和限流器的使用方法； 2．用伏安法研究非线性元件的特性； 3．学会设计电路并能正确选择测量仪器. 设计要求1．写出设计公式及实验仪器; 2．画出测量线路3．测量二极管的正向伏安特性曲线；4．用线性回归的方法求二极管电流的经验公式)1(-=d aV e D e I I ； 5．掌握内接法和外接法的适用条件.设计提示电流表内接法和外接法适用条件假设待测电阻两端的电压为V ,流过它的电流为I ,并且都已经测量到了,则其电阻值R x 可由下式计算若使用的电流表的内阻R A 很小,而电压表的内阻R V 非常大,则上式计算的结果是正确的,否则必须考虑R A 或R V 对测量结果的影响.图4.4-1为测量未知电阻R x 的电路.当开关K 接“1”时,电流表和R x 都接在电压表的测试端之内,称为电流表的内接法.因此,有关系式)(X A R R I V +=成立,或写成如果用IV表示待测电阻值,则产生的系统误差为由于电压表的读数大于电阻两端的电压值而产生正的系统误差,由(4.4-1)式计算出来的阻值比实际的R X 大.若R A 值已值,就可以计算E 1的大小.当开关K 和“2”接通时,电流表接在电压表的测试端之外,称为电流表的外接法,因此有关系式)14.4(-=IV R xR AR X图4.4-1A X R IVR -=)24.4(1-=-=XAX XR RR R I VE )1(VX X X V R R R V R V R V I +=+=2或写成)1(VX X R R I V R +=.如果用I V作为待测电阻值,则产生的系统误差为由于通过电流表的电流比通过R X 的电流大而产生负的系统误差.所以,测量值比实际电阻值小,若R V 值已知,则可以计算E 2的大小.对于给定的未知电阻,到底是采用内接法还是外接法,这要取决于测量精确度的要求和E 1、E 2的大小.如果E 1和E 2都比较小,但1E >2E ,则可采取外接法,反之采用内接法. 将(4.4-2)和(4.4-3)式比较可的出内接法与是外接法的使用条件.当1E <2E 时,采用内接法,即可化成02>--V A X A X R R R R R ,解关于R X 的一元二次不等式可以得到内接法的使用条件,即如果电压表的内阻远大于电流表的内阻(即R V >>R A ),则(4.4-4)式表明,待测电阻值大于电流表内阻与电压表内阻的几何中项时,采用内接法所产生的系统误差较小,若R X 与V A R R 接近时,两种方法都可以,否则采用外接法.思考题1．怎样用伏安法测定电流表或电压表的内阻?)34.4(112-+-=-=XVXXR R R R I VE XV XAR R R R +≤11)4(212V A A A X R R R R R ++>)44.4()2(21-=+>V A V A A X R R R R R R。

二极管伏安特性曲线的测试

二极管伏安特性曲线的测试
（一）原理图：
（二）原理分析：
二极管伏安特性是指二极管两端电压与通过二极管电流之间的关系，测试电
路如图所示。

利用遂点测量法，调节电位器Ｒ
Ｐ，改变输入电压u
1
，分别测出二
极管Ｖ两端电压u
D 和通过二极管的电流i
P
，即可在坐标纸上描绘出它的伏安特
性曲线i
D =f(u
D
)
（三）各元件作用分析：
电阻：分压作用
电位器Ｒ
Ｐ
：调节电压，使输入的电压由０变为５Ｖ
电压源：提供输入电压
（四）实验过程：在面包板上连接电路，经检查无误后，接通５Ｖ直流电源。

调
节电位器Ｒ
Ｐ，使输入电压u
1
按表所示从零逐渐增大至５Ｖ。

用万用表分
别测出电阻Ｒ两端电压uR和二极管两端电压u
D , 并根据iD=u
R
/R算出通
过二极管的电流i
D
，记于表中。

用同样方法进行两次测量，然后取其平均值，即可得到二极管的正向特性。

二极管的正向特性
二极管的反向特性
总结：１、二极管的功能单向导电性、稳压２、正向导通，反向截止
特性曲线图：。