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1、实验一 电子元件伏安特性的测定姓名学号专业实验台号实验时间、实验目的1 掌握电压表、电流表、直流稳压电源等仪器的使用方法2学习电阻元件伏安特性曲线的测量方法3 加深理解欧姆定律，熟悉伏安特性曲线的绘制方法二、原理若二端元件的特性可用加在该元件两端的电压U和流过该元件的电流I之间的函数关 系I=f(U)来表征，以电压U为横坐标，以电流I为纵坐标，绘制I-U曲线，则该曲线称为该 二端元件的伏安特性曲线。电阻元件是一种对电流呈阻力特性的元件。当电流通过电阻元件时，电阻元件将电能转 化为其它形式的能量，例如热能、光能等，同时，沿电流流动的方向产生电压降，流过电阻 R的电流等于电阻两端电压U与电阻阻值之
2、比，即1-1)I U R这一关系称为欧姆定律。图1-1线性电阻元件的伏安特性曲线若电阻阻值R不随电流I变化，则该电阻称 为线性电阻元件，常用的普通电阻就近似地具有 这一特性，其伏安特性曲线为一条通过原点的直 线，如图1-1 所示，该直线斜率的倒数为电阻阻 值 R。线性电阻的伏安特性曲线对称于坐标原点， 说明在电路中若将线性电阻反接，也不会不影响 电路参数。这种伏安特性曲线对称于坐标原点的 元件称为双向性元件。图1-2小灯泡灯丝的伏安特性曲线白炽灯工作时，灯丝处于高温状态，灯丝的 电阻随温度升高而增大，而灯丝温度又与流过灯 丝的电流有关，所以，灯丝阻值随流过灯丝的电 流而变化，灯丝的伏安特性曲线
3、不再是一条直 线，而是如图1-2所示的曲线。半导体二极管的伏安特性曲线取决于PN结 的特性。在半导体二极管的PN结上加正向电压 时，由于PN结正向压降很小，流过PN结的电 流会随电压的升高而急剧增大；在PN结上加反 向电压时， PN 结能承受和大的压降，流过 PN 结的电流几乎为零。所以，在一定电压变化范围 内，半导体二极管具有单向导电的特性，其伏安 特性曲线如图1-3所示。稳压二极管是一种特殊的二极管，其正向特性与普通半导体二极管的特性相似。加反向 电压时，在电压较低的某范围内，电流几乎为零；一旦超出此电压，电流就会突然增加，并 保持PN结上的电压恒定不变。稳压二极管的伏安特性曲线如图1-4
4、所示。三、实验仪器和器材1电压表2电流表 3直流稳压电源 4实验电路板 5线性电阻 6半导体二极管 7 小灯泡 8稳压二极管 9导线图1-5测量线性电阻伏安特性的电路四、实验内容及步骤1 测定线性电阻的伏安特性本实验在实验板上进行。分立元件R=200Q 和R=2000Q普通电阻作为被测元件,并按图1-5 接好线路。经检查无误后，先将直流稳压电源的 输出电压旋钮逆时针旋转,确保打开直流稳压电 源后的输出电压在0V左右，然后再打开电源的 开关。依次调节直流稳压电源的输出电压为表 1-1 中所列数值。并将相对应的电流值记录在表 中。表1-1测定线性电阻的伏安特性U（V）0246810R=200QI(
5、mA)01021304051R=2000QI(mA)01.02.13.04.15.22 测量半导体二极管的伏安特性图1-6测量半导体二极管的正向伏安特性（1） 正向特性 将稳压电源的输出电压调到 2V 后，关 闭电源开关，按图1-6 接好线路。经检查无 误后，开启稳压电源。调节电位器W,使电 压表读数分别为表1-2 中数值，并将相对应 的电流表读数记于表1-2中。为了便于作图， 在曲线弯曲部分可适当多取几个测量点。表1-2测定二极管的正向伏安特性U（V）00.10.20.30.40.50.550.60.650.70.75I (mA)000000.10.51.64.415403.测定小灯泡灯丝的
6、伏安特性本实验采用低压小灯泡作为测试 对象。按图1-8接好电路，并将直流稳 压电源的输出电压调到0V左右。经检 查无误后，打开直流稳压电源开关。 依次调节电源输出电压为表1-4所列 数值。并将相对应的电流值记录在表 1-4中。注意在打开电源开关前一定先 将电压调节旋钮逆时针调到电压最小 的位置。图1-7测量小灯泡灯丝的伏安特性表1-3测定小灯泡灯丝的伏安特性U (V)00.40.81.21.6234568I (mA)03956728495120142161179200五、思考题1. 通过比较线性电阻与灯丝的伏安特性曲线，分析这两种元件的性质有什么异同？ 线性电阻，其阻值恒定，电流与电压成正比，伏安特性曲线为过原点的有一定斜率的直 线。灯丝的电阻在电流增大时会发热升温，造成电阻阻值增大，电流的升高变弱。因此， 其伏安特性曲线为过原点的曲线，偏向于横轴U。2. 什么叫双向元件？本实验所用的元件中哪些是双向元件，哪些不是？ 伏安特性曲线对称于坐标原点的元件叫做双向元件。本实验所用的线性电阻和小灯 泡是双向元件，二极管不是双向元件。
电子元件伏安特性的测定
