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二极管伏安特性测量

  • 本实验位于恒隆物理楼二楼西侧 225-231室

直流稳压电源(QJ2002A),VC9801A+型数字万用表(内阻10MΩ),PA15A型直流数字电流表,电阻箱(ZX21A),待测二极管(2AP10/2AP09),SDS1102CML数字示波器,SG1005S双路数字合成信号发生器。

电流表内阻

电路中有各种元器件,如电阻、二极管、三极管、光敏和热敏元件等。人们常需要了解这些元件的伏安特性,以便正确地选择或使用。

  • 目标:
    1. 构建知识:非线性电阻、二极管单向导电特性、伏安特性、电流表内外接法;
    2. 实验设计:分别测量红黄蓝三个二极管的正向伏安特性;通过示波器观测二极管(2AP9)整流输出波形,了解二极管的单向导电性;为了不损坏二极管,应注意实验参数的选取;
    3. 物理建模:电流——电流变化曲线;
    4. 实验技巧(仪器):直流稳压电源、数字万用表、数字电流表、电阻箱、数字示波器以及数字函数信号发生器
    5. 实验技巧:电路连接、测量范围及步长的确定、曲线图的绘制、计算测量结果的系统误差。

:!::!::!:该部分内容需用数字示波器来完成,所以大家预习时注意对“数字示波器的使用”实验加以复习。

二极管伏安特性测量

  • 数字万用表检测二极管是否正常工作

将量程开关置于二极管档,把二极管插入“COM”和“V/ ”孔中,二极管正接时,万用表显示值为二极管正向压降的近似值(此时流过二极管的电流约为1mA);当二极管反接时则显示过量程“1”,可判断该二极管正常工作。注意事项:当输入端未接入时,即开路时,电表也显示过量程“1”。

  • 按图4所示连接电路,分别测量红黄蓝三个发光二极管正向伏安特性。思考:红黄蓝三个发光二极管正向伏安特性有什么不同?

注意事项:调节直流稳压电源及电阻箱 ,使得电流表达到二极管允许通过的最大正向电流——约为18mA,记录此时电压表读数 ;调节直流稳压电源或电阻箱 使电压表读数从 逐渐减小至0V,在此区间内记录25~30组数据。你的测量结果与预期是否相符?

  • 建议:正向测量时电源电压不超过5V;电阻箱开始实验前置于最大阻值处。请思考为什么这样设置?

观察半波整流和全波整流的输出波形

  • 为了避免损坏发光二极管,我们使用2AP9二极管来做整流实验。
  • 按图5-1连接整流电路,输入一定频率和幅度的正弦信号 ,负载电阻设置为1kΩ,用示波器观察并记录电阻两端的输出电压。示波器上观察到的输出信号与你的预期是否相符?若不符,请解释为什么?
  • 按图5-2接线,重复以上实验内容。
  1. 伏安法电路图中R0的作用是什么?
  2. 为了准确测量二极管伏安特性曲线,实验中应如何设计数据测量点?
  3. 半波整流中为何有输出的时间间隔要小于输出为零的时间间隔?为何全波整流中相邻输出电压之间有极短时间的零输出?
  • 实验前:认真预习,写出预习报告。应包括以下内容:实验目的、回答“实验前应回答的问题”、简要说明实验内容和步骤,画出电路图和数据记录表格;
  • 实验中:记录必要的实验条件,简要描述观察到的主要实验现象,认真记录实验数据;及时记录实验中出现的问题和自己的想法等;完成测量后记录实验仪器的规格和型号。
  • 实验后:解释实验现象、分析实验数据、得出实验结论,针对实验中出现的问题和想法给予分析讨论;欢迎针对实验教材、实验内容本身或教师的带教方式提出各种意见或建议等。
  • 在规定时间内将报告交至指定信箱。
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  • 最后更改: 2022/02/15 13:31
  • 由 ariasu