第2讲非线性元件伏安特性的测量201210.

非线性元件伏安特性的测量第2讲研究对象：研究任务：非线性元件的伏安特性非线性元件一、实验任务的定位非线性元件伏安特性的测量研究内容：普通二极管伏安特性的测量稳压二极管伏安特性的测量概念解析非线性元件伏安特性的测量——伏安曲线研究对象：电子元件工作环境：处于电路中状态描述：元件两端有电压、元件中有电流图线表征：横坐标—电压、纵坐标—电流——元件电流和电压的关系曲线伏安曲线概念表征：线性特征非线性特征、线性与非线性一、实验任务的定位伏安法——利用伏安曲线研究元件特性的方法线性与非线性元件、伏安法二、实验方案的策划学科原理非线性元件伏安特性的测量在N型半导体中有许多可动的负电子和固定的正离子.——P型与N性半导体P型半导体:N型半导体:在硅或锗晶体参入硼.P型半导体中有许多带正电荷的空穴和带负电荷的电离杂质.属性或特征:在硅或锗晶体参入砷.属性或特征:二、实验方案的策划非线性元件伏安特性的测量——Pn结及其特征学科原理Pn结的形成:Pn结的特性:当P型和N型半导体接触时,空穴会从P型半导体向N型半导体扩散,电子会从N型半导体向P型半导体扩散.在界面附近的结区存有空间电荷区.P型半导体一边的空间电荷是负离子.N型半导体一边的空间电荷是正离子.二、实验方案的策划学科原理非线性元件伏安特性的测量——Pn结的空间电荷区变窄.作用:Pn结处于正偏置:——外电场下的Pn结及其特征——使载流子的扩散电流增加引起正向电流.当P区处于正电位、N区处于负电位.二、实验方案的策划学科原理非线性元件伏安特性的测量——外电场下的Pn结及其特征作用:——Pn结的空间电荷区变宽.当P区处于负电位、N区处于正电位.Pn结处于负偏置:——形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流.Pn结具有单向导电的特征实验原理——普通二极管的伏安特性二极管处于正向偏置工作状态二、实验方案的策划非线性元件伏安特性的测量当正向电压小于某电压二极管将处于为非导通状态.当正向电压达到某一电压之后流经二极管的电流会迅速变大.主要参量：UD称为正向导通阈值电压.If为二极管正常工作时允许通过的最大正向平均电流.实验原理二、实验方案的策划非线性元件伏安特性的测量当反向电压小于某电压二极管将处于为非导通状态.Ub为反向击穿电压Is是反向饱和电流当反向电压达到某一电压之后流经二极管的电流迅速变大.主要参量：——普通二极管的伏安特性二极管处于反向偏置工作状态实验原理二、实验方案的策划非线性元件伏安特性的测量UD称为正向导通阈值电压.If为稳压管正常工作时允许通过的最大正向平均电流.——普通稳压管的伏安特性主要参量：稳压管处于正向偏置工作状态当正向电压小于某电压稳压管将处于为非导通状态.当正向电压达到某一电压之后流经稳压管的电流迅速变大.实验原理二、实验方案的策划非线性元件伏安特性的测量稳定电压U最大稳压电流Imax主要参量：稳压管处于反向偏置工作状态当反向电压小于某电压稳压管将处于为非导通状态.当反向电压达到某一电压之后流经稳压管的电流迅速变大.——普通稳压管的伏安特性实验部件电路器件:三、实验装置的构建非线性元件伏安特性的测量直流稳压电源电路结构:——检测普通二极管伏安特性的电路元件及组合组成分压、制流电路电表连接采用外接法可变电阻器限流与取样电阻数字电表等正向偏置电压一般约为5V实验部件电路器件:三、实验装置的构建非线性元件伏安特性的测量直流稳压电源可变电阻器限流与取样电阻数字电表等电路结构:——检测普通二极管伏安特性的电路元件及组合组成分压制流电路反向偏置电压一般约为10V电表连接采用内接法四、实验步骤的策划非线性元件伏安特性的测量测量普通二极管的伏安特性⑴检测分压、限流电路的电路特性①完成右图电路的搭建.②对该电路的分压与限流特性以及对电路电压的调控性能进行检测.实验电路非线性元件伏安特性的测量——制流电路及特征制流电路制流曲线k=RL/RAB四、实验步骤的策划实验电路非线性元件伏安特性的测量——分压电路及特征k=RL/RAB分压电路分压曲线四、实验步骤的策划四、实验步骤的策划非线性元件伏安特性的测量测量普通二极管的伏安特性⑵用数字式多用表测量二极管的极性欧姆法测量方式测量档位将红黑表笔并接在光电二极管两端.电表有正常读数时，红表笔对应的端即为二极管的P极.分别测量出两种并接方式电表的读数.测量过程极性判断档位、×2K——表笔插孔同上四、实验步骤的策划非线性元件伏安特性的测量测量普通二极管的伏安特性⑶二极管伏安特性的测量•可变电阻Rx1由小逐渐增大,观察正向电流.•当出现正向电流时,开始记录电压电流数据.•当正向电流达到10mA时结束数据采集.①利用右图电路测量二极管正向伏安特性.实验数据的采集——出现正向电流后约6-8个测量点.四、实验步骤的策划非线性元件伏安特性的测量依据二极管的反向伏安特性,参照测量二极管正向伏安特性的操作思路进行实验数据的采集.②利用右图电路测量二极管反向伏安特性.⑶二极管伏安特性的测量测量普通二极管的伏安特性实验数据的采集——约10个测量点、最大电压约10V即可.四、实验步骤的策划非线性元件伏安特性的测量测量稳压二极管的伏安特性⑷稳压二极管伏安特性的测量依据稳压二极管的正向伏安特性,参照测量二极管正向伏安特性的操作思路进行实验数据的采集.①利用右图电路测量稳压管正向伏安特性.当正向电流有突变趋势并≥10mA时,须立即调低电压,结束数据采集.实验数据的采集——出现正向电流后约6-8个测量点.四、实验步骤的策划非线性元件伏安特性的测量测量普通稳压管的伏安特性⑷稳压二极管伏安特性的测量依据稳压管的反向伏安特性,参照测量二极管反向伏安特性的操作思路进行实验数据的采集.②利用右图电路测量稳压管反向伏安特性.当反向电流有突变趋势并达到20mA时,须立即调低电压,结束数据采集.实验数据的采集——出现反向电流后约6-8个测量点.序号123456……UD（v）UR（v）五、实验数据的采集非线性元件伏安特性的测量实验数据不能少于10个.在作图纸上描出正向伏安特性曲线.求出二极管正向导通阈值UDID（A）1—1、普通二极管正向伏安特性序号123456……UD（v）UR（v）五、实验数据的采集非线性元件伏安特性的测量实验数据不能少于10个.在作图纸上描出反向伏安特性曲线.ID（A）1—2、普通二极管反向伏安特性序号123456……UD（v）UR（v）五、实验数据的采集非线性元件伏安特性的测量ID（A）实验数据不能少于10个.在作图纸上描出正向伏安特性曲线.2—1、普通稳压二极管正向伏安特性序号123456……UD（v）UR（v）五、实验数据的采集非线性元件伏安特性的测量实验数据不能少于10个.在作图纸上描出反向伏安特性曲线.求出稳压二极管的稳压值UWID（A）2—2、普通稳压二极管反向伏安特性非线性元件伏安特性的测量合理选定电源电压：保证元件安全使用，测量值应小于其额定数值。保证测量范围覆盖正常工作范围。正式测量前对元件粗测：大致了解元件特性、变化范围。合理选取测量点，测量值变化大的，增加测量点。非线性元件伏安特性的测量测量小白炽灯泡的伏安特性曲线•实验参考电路电表参数：20V档，200mA档DCABCA200Ω1.5A12VV12V2W实验思考：分析实验电路、解析实验步骤、……思考内容：