电子元件参数的测定太原理工物理实验

1、2013年9月 常用电子元件参数测量常用电子元件参数测量 电子元件是组成电路的基本细胞，其质量的优劣直接影响电路系统和整机的性能。电子元件的生产和应用中，都需要对其参数进行测量。 本实验采用电学基本器具对电子元件参数进行测量，使同学们掌握电学仪器的使用方法。稳压电路滤波电路实验目的： 1、认识电阻、电容、二极管等电子元件，并掌握其参数测量方法。 2、学习数字式万用表使用方法，利用其测量电阻，电流，电压等。 3、测量稳压二极管的伏安特性曲线。 实验仪器: 1、直流恒压源恒流源DH-VC1 1台 2、数字式万用表 2台 3、DH-SJI物理设计性实验装置 4、电阻、电容、1N4007二极管等实验原

2、理与内容一、电阻3.3.电阻的主要性能参数电阻的主要性能参数。%100标称阻值实际阻值标称阻值电阻器的允许偏差 5 电阻色环颜色所表示的意义电阻色环颜色所表示的意义四色环电阻（普通电阻）四色环电阻（普通电阻） 用A，B，C，D分别表示四个环所代表的数字，那么四色环电阻的阻值为： 例如：某电阻色环颜色顺序为黄、紫、橙、银，则该电阻的阻值为CBAR10)10(kR4710)7410(3注：第四环表示误差，不计入读数。五色环电阻（精密电阻） 用A，B，C，D分别表示前四个环所代表的数字， 那么五色环电阻的阻值为： DCBAR10)10100( 例如：某电阻色环颜色顺序为绿、红、黄、橙、金、则该电阻的

3、阻值为：310)42105100(R 注：一般最后一环离前几个环都较远，金色和银色一般来讲是最后一环。五环电阻的读数方法 如何正确的读出五环电阻的第一环：四环电阻的表示精度的色环一般是金或银，一般不会识别错误，而五环电阻则不然，其表示精度的色环有与第一环（有效数字环）相同的颜色，如果读反，识读结果将完全错误。识别第一色环的方法如下： 1、偏差环距其它环较远。 2、偏差环很宽。 3、第一环距端部较近。 4、有效数字环无金、银色。（解释：若从某端环数读起第 1、2环有金或银色，则另一端环是第一环。） 5、偏差环无橙、黄色。（解释：若某端环是橙或黄色，则一定是第一环.） 6、试读：一般成品电阻其的阻

4、值不会大于22M 。若试读大于22M ，则读反。UT52 数字型万用电表选择插孔或转换开关的位置，使用万用表测量电压，电流和电阻等交替进行时，一定不要忘记换档。不同的量程有不同的单位。UT39E数字型万用电表实验中的具体操作的数据1欧姆电阻测量值为1.2欧姆5.6欧姆电阻测量值为5.8欧姆10欧姆电阻测量值为10.1欧姆1 1、电容及其作用、电容及其作用2 2、电容的分类：、电容的分类：较短的引脚较短的引脚为为“-”极。极。容量和耐压值直容量和耐压值直接标注在外壳上接标注在外壳上电解电容器的容量单电解电容器的容量单位一般使用位一般使用 F。3 3、电容的测量、电容的测量 例如： 101 = 1

5、0 101 pF 104 = 10 104 pF 223 = 22 103 pF 473 = 47 103 pF50v 10uF电容的测量值101 0.1nF电容的测量值104 100nF电容的测量值电容的单位： 1F =103mF 1mF=103 F 1F =103 nF 1nF =103 pF1、二极管的特点、二极管的特点三、二极管三、二极管2PNPN结的工作原理结的工作原理（1 1）PNPN结的单向导电性结的单向导电性 当当PNPN结加正向电压时，即外加电源电压的正极接结加正向电压时，即外加电源电压的正极接P P区，负极接区，负极接N N区。由于外加电源电压产生的电场正好和阻区。由于外加

6、电源电压产生的电场正好和阻挡层内正负离子产生的电场方向相反，使得阻挡层内总的挡层内正负离子产生的电场方向相反，使得阻挡层内总的电场减弱，破坏了漂移和扩散的平衡，扩散作用占了优势。电场减弱，破坏了漂移和扩散的平衡，扩散作用占了优势。于是于是P P区的多数载流子空穴穿过阻挡层扩散到区的多数载流子空穴穿过阻挡层扩散到N N区，形成空区，形成空穴电流。同时，穴电流。同时，N N区的多数载流子电子也穿过阻挡层扩散区的多数载流子电子也穿过阻挡层扩散到到P P区，形成电子电流。区，形成电子电流。PNPN结的正向电流即为二者之和。结的正向电流即为二者之和。故故PNPN结正向导电时，其正向电阻很小，正向电流很大

7、，并结正向导电时，其正向电阻很小，正向电流很大，并且正向电流随外加电压的增加而增加。且正向电流随外加电压的增加而增加。 当当PNPN结加反向电压时，由于外加电源电压在阻挡层中结加反向电压时，由于外加电源电压在阻挡层中产生的电场与阻挡层原来的电场方向相同，使得阻挡层内产生的电场与阻挡层原来的电场方向相同，使得阻挡层内总的电场增强，阻挡层变宽。外加反向电压破坏了原来阻总的电场增强，阻挡层变宽。外加反向电压破坏了原来阻挡层内扩散和漂移的平衡，使电场的漂移作用占了优势。挡层内扩散和漂移的平衡，使电场的漂移作用占了优势。因而，因而，P P区和区和N N区中的多数载流子的扩散运动被阻止。由于区中的多数载流

8、子的扩散运动被阻止。由于本征激发，本征激发，P P区中的少数载流子电子一旦运动到区中的少数载流子电子一旦运动到PNPN结的边结的边界处，在电场的作用下被拉到界处，在电场的作用下被拉到N N区，形成电子电流。同样，区，形成电子电流。同样，N N区的少数载流子空穴一旦运动到区的少数载流子空穴一旦运动到PNPN结的边界处，也被拉结的边界处，也被拉到到P P区，形成空穴电流。由于区，形成空穴电流。由于P P区中的电子和区中的电子和N N区中的空穴区中的空穴都是少数载流子，数量较小。故都是少数载流子，数量较小。故PNPN结的反向电流很小，所结的反向电流很小，所呈现的电阻很大。呈现的电阻很大。 。 。N+

9、。N+（2 2） PN PN结的击穿结的击穿 当当PN结加结加反向电压时反向电压时，如果反向电压超过一定，如果反向电压超过一定的限度，反向电流会突然急剧增大，破坏了的限度，反向电流会突然急剧增大，破坏了PN结的结的单向导电性，称为单向导电性，称为PN结的结的反向击穿反向击穿。反向击穿分为。反向击穿分为齐纳击穿和雪崩击穿两种。齐纳击穿和雪崩击穿两种。（3）伏安特性曲线）伏安特性曲线 加到二极管两端的电压U与流过二极管的电流I之间的关系曲线称为伏安特性曲线。I锗锗U(mA)(A)硅硅硅硅 由曲线可以看出：由曲线可以看出： 当二极管两端的电压为零时，电流也为零，故特性当二极管两端的电压为零时，电流也

10、为零，故特性曲线从座标原点开始。曲线从座标原点开始。 当二极管加正向电压时，随着电压的增加，电流也当二极管加正向电压时，随着电压的增加，电流也逐渐增加。但在开始一段，电流增加很慢，表明二极管逐渐增加。但在开始一段，电流增加很慢，表明二极管开始导电时正向电阻较大。当二极管两端的电压超过一开始导电时正向电阻较大。当二极管两端的电压超过一定数值时（即死区电压），二极管的电阻变小，正向电定数值时（即死区电压），二极管的电阻变小，正向电流显著增加。通常硅管的死区电压为流显著增加。通常硅管的死区电压为0.50.7V，锗管为，锗管为0.10.3V。 当二极管加反向电压时，最初，随着反向电压的当二极管加反向电

11、压时，最初，随着反向电压的逐渐增大，反向电流也逐渐增大。但当反向电压加到一逐渐增大，反向电流也逐渐增大。但当反向电压加到一定值后，反向电流成为常数。在同样温度条件下，硅的定值后，反向电流成为常数。在同样温度条件下，硅的反向电流比锗的小。锗管是微安级，硅管是纳安级。反向电流比锗的小。锗管是微安级，硅管是纳安级。 当反向电压加大到一定数值时，反向电流突然增大，二当反向电压加大到一定数值时，反向电流突然增大，二极管发生击穿。极管发生击穿。二极管加正向电压时导通，加反向电压时截止。这是二二极管加正向电压时导通，加反向电压时截止。这是二极管的主要特性极管的主要特性单向导电性。单向导电性。二极管是二极管是

12、非线性元件非线性元件，伏安特性曲线各点的直流电阻和，伏安特性曲线各点的直流电阻和交流电阻均不相等，加到两端的电压与流过的电流交流电阻均不相等，加到两端的电压与流过的电流不符不符合欧姆定律合欧姆定律。 负 1 1稳压二极管稳压二极管（1 1）稳压二极管的概念）稳压二极管的概念 稳压二极管是利用二极管的反向击穿特性制成的。稳压二极管的外形同普通二极管一样，也有两个电极，正极和负极，稳压管是利用反向击多区的稳压特性进行工作的， 因此、稳压管在电路中要反向连接。 注意：稳压二极管在电路中应用时，必须串联限流电阻，避免稳压二极管进入击穿区后，电流超过其最大稳定电流而被烧毁。其代表符号见图所示 不同类型稳

13、压管的稳定电压也不一样。稳压二极管符号（2 2）稳压二极管的伏安特性）稳压二极管的伏安特性 由曲线可看出，它和普通二极管的正向特性一样，但反向特性稍有区别。当反向电压增加到UZ后，反向电流急剧增加。此后，只要反向电压稍有增加，反向电流就增加很多。但稳压二极管的击穿是可逆的，当去掉外加电压后，击穿即可恢复。 稳压二极管正常工作时，是在伏安特性的反向击穿区（即AB段）。利用这段电流在很大范围内变化，而电压基本恒定的特性来进行稳压。ABUZIU稳压二极管的伏安特性曲线直流恒压恒流源、九孔插板及电子元件UT39E 数字型万用电表UT52 数字型万用电表正向伏安特性的电路正向伏安特性的电路( (外接法外接法?) ?) 反向伏安特性的电路反向伏安特性的电路( (内接法内接法?)?)（3）伏安特性的电路）伏安特性的电路 （4 4）实验数据处理）实验数据处理 1 1）自拟表格，将测量数据