实验二电路元件特性曲线的伏安测量法和示波器观测法

1、本科实验报告课程名称： 电工电子实习 姓 名： 陈铖 学 院： 电气工程学院 系： 电子信息工程 专 业： 电子信息工程 学 号： 3130102504 指导教师： 熊素铭 2014年 10 月 12 日专业：电子信息工程 姓名：陈铖 学号：3130102504 日期：2014年10月11日 地点：东3-206-E-7 实验报告课程名称：电路与电子技术实验指导老师：熊素铭 成绩：_实验名称：电路元件特性曲线的伏安测量法和示波器观测法 实验类型：电路实验 同组学生姓名：无 一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、

2、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得装 订 线一、 实验目的和要求1. 熟悉电路元件的特性曲线；2. 学习非线性电阻元件特性曲线的伏安测量方法；3. 掌握伏安测量法中测量样点的选择和绘制曲线的方法；4. 学习非线性电阻元件特性曲线的示波器观测方法。二、 实验内容和原理实验内容：1. 测定并绘制二极管的伏安特性曲线；2. 测定并绘制稳压二极管的伏安特性曲线；3. 基于Multisim 进行相应的仿真实验。3. 按书P199 图7-3-9中的左图用示波器观测二极管的伏安特性曲线。4. 同上用示波器观测稳压二极管的伏安特性曲线。实验原理：1. 元件的特性曲线电路元件的电阻会随温度变化而变化，线性元件

3、的特性曲线呈直线，非线性电路元件特性曲线呈曲线。普通二极管的特点是，正向电阻很小，反向很大；稳压二极管的正向电阻与普通二极管一样，反向电阻一开始很大，当电压达到一定值迅速减小，根据这个理论基础，用伏安法测量以上两种二极管的特性曲线。3. 元件特性曲线的示波器观测法在实验室中，可利用信号发生器作为电源，并用示波器观测元件特性曲线的y-t,y-x图形。三、 主要仪器设备1. 数字万能表一只2. 电工综合实验台一台3. DG07多功能网络实验组件一组4. 信号发生器一台5. 示波器一台四、 操作方法和实验步骤1. 测定并绘制普通二极管与稳压伏安特性曲线按4.1所示电路连接各元件。普通二极管选择型号为

4、【1.5A 100V】（最大工作电流，最高反向电压），按如下要求取点：正向伏安特性曲线：(00.5V) 3点；(0.50.6V) 5点；(0.6100mA附近电压) 5点；反向伏安特性曲线：5点（反向电压最大值至少大于20V）；注：要求测量最大电流在 100mA 附近，不小于90mA。稳压二极管选择型号为【5V 1W】（反向稳定电压、最大耗散功率），按如下要求取点：正向伏安特性曲线：(00.7V) 3点；(0.70.8V) 5点；(0.8 100mA附近电压) 5点；反向伏安特性曲线：(04.7V) 3点；(4.7 100mA附近电压) 7点；注：要求测量最大电流在 100mA 附近，不小于9

5、0mA。记录各点对应的电压电流值，绘制出相应的伏安特性曲线（附录手绘曲线）。图4.1特性曲线测量电路2. 用示波器观测普通二极管和稳压二极管的伏安特性曲线按图4.2所示电路连接示波器，信号发生器等原件，注意原件的良好接触否则信号波动很大。普通二极管：信号发生器取f=1KHZ,正弦信号峰峰值5V，图中R=1K为限流电阻，观察示波器X-Y图像和Y-T图像。稳压二极管：信号发生器取f=1KHZ,正弦信号峰峰值>=10V，图中R=1K为限流电阻，观察示波器X-Y图像和Y-T图像。图4.2 示波器观测法连接电路五、 实验数据记录和处理1. 普通二极管正向电流电压U（V）0.1070.2070.31

6、40.4130.5080.5220.5340.5530.564I (mA)00000.50.80.11.51.9U（V）0.5840.6320.7030.8040.8500.886I (mA)2.97.221.357.878.695.72. 普通二极管反向电流电压U（V）5.0110.0215.0523.928.04I (mA)000003. 稳压二极管正向电流电压U（V）0.1040.3070.5040.6330.70.720.740.760.787I (mA)0000.22.13.86.310.618.3U（V）0.80.8210.8460.8820.9120.942I (mA)23.13

7、1.642.960.978.695.64. 稳压二极管反向电流电压U（V）1.9423.104.745.115.225.325.405.555.605.65I (mA)0000.2111.326.640.874.985.496.45. 普通二极管示波器Y-T曲线图5.1 普通二极管示波器Y-T曲线【multisim（左）实验拍照（右）】6. 普通二极管示波器Y-X曲线图5.2 普通二极管示波器Y-X曲线【multisim（左）实验拍照（右）】7. 稳压二极管示波器Y-T曲线图5.3 稳压二极管示波器Y-T曲线【multisim（左）实验拍照（右）】8. 稳压二极管示波器Y-X曲线图5.4 稳压

8、二极管示波器Y-T曲线【multisim（左）实验拍照（右）】六、 实验结果与分析（必填）根据测量数据手绘普通二极管和稳压二极管的伏安特性曲线【详见附录】示波器模拟结果以及实验照片也已在上边展示。实验结果预实验预期符合：对于普通二极管，正向电压从零增至一定值时，电流先为零，待电压增至0.5V左右，电流随电压增加而迅速增加。而对于反向电压而言，只要电压不高于击穿电压，电流恒为零。这是因为普通二极管正向电压很小反向电压很大导致。对于稳压二极管，正向电压类似于普通二极管，电流先为零，待电压增至0.6V左右，电流随电压增加而迅速增加。而对于反向电压，一开始电流为零，待电压增至一定值，其电流迅速增大，且

9、端电压稳定在一定值。这正是稳压二极管的特别之处。七、 讨论、心得心得体会：1. 在做实验之前，一定要确保自己实验台上的元件没有损坏，我在做用示波器观察的实验中，第一次做发现CH1为正弦图像，CH2为一条与横轴重合的直线，后经万用表测量发现二极管开路，第二次做的时候发现CH1和CH2完全重合，后经万用表检测发现而二极管短路。最后第三次提前测了二极管发现元件正常，才做实验结果与预期相符。所以做实验时千万不能着急。2. 由于机器较为灵敏，做实验时一定要注意导线与导线的接触，我在做实验时，开始的时候大手大脚做的比较粗糙，结果信号很不稳定，上下波动很大。3. 显示出波形后要调好每一横格，每一竖格的大小，电压以1V5V为佳，时间以100µs300µs为佳我一开始的时候电压选了20mv,J结果波形非常乱。注意事项：伏安法测量注意事项1. 测量过程建议预先调试一边，也就是说事先调节电源及分压电阻或分流电阻，使得流过被测元件的电流能满足要求的测量范围。调节过程，注意电压表、电流表的量程选择，特别是电流表的量程选择。2. 绘制曲线需要足够多的测量点，通常测量数据之间的间隔是均匀的，但当数据曲线出现剧烈变化时，应增加测量的密度，以免遗漏某些特征。应根据曲线的性质适当安排测量点。直线段测点少，率变化较大处，增加测点。测点安排得越多、越合理，测量得到的特性