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1、1 实验一电子元件伏安特性的测定 一、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与电阻阻值之比，
2、即 R U I（1-1 ） 这一关系称为欧姆定律。 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。 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不再是一条直 线，而是如图1-2 所示的曲线
3、。 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。 姓名学号专业实验台号实验时间 1403 图 1-1 线性电阻元件的伏安特性曲线 图 1-2 小灯泡灯丝的伏安特性曲线 2 图 1-4 稳压二极管的伏安特性曲线 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
4、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 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 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 =200 和 R=2000 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
5、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）0 2 4 6 8 10 R=20 0 I( mA) 01 0 2 1 3 0 4 0 5 1 R=20I( 图 1-3 半导体二极管的伏安特性曲线 图 1-5 测量线性电阻伏安特性的电路 3 00mA) 2测量半导体二极管的伏安特性 （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
6、-2 测定二极管的正向伏安特性 U （V） 0 I （mA ） . 4 1 3 测定小灯泡灯丝的伏安 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。 表 1-3 测定小灯泡灯丝的伏安特性 U （V） 0234568 图 1-6 测量半导体二极管的正向伏安特性 图 1-7 测量小灯泡灯丝的伏安特性 4 I （mA ） 4 3 6 0 7 5 8 6 9 9 1 25 1 47 1 66 1 85 2 20 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？ 2.答：线性电阻的图像时一条通过原点的直线，小灯泡的是一条斜率逐渐变小的 曲线。 3.什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 答：在电路中若将元件反接，也不会影响电路参数。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。线性元件和小灯泡灯丝是双向元件，发光二极管不是双向元件。
