光电信息技术实验一一电路分析实验指导书 3、一般的半导体二极管是一个非线性电阻元件，其伏安特性曲线如图21 中c曲线所示。正向压降很小（一般的锗管约为0.20.3V硅管约为0.50.7V) 正向电流随正向压降的升高而急剧上升，而反向电压从零一直增加到几十伏时， 其反向电流增加很小，粗略地可视为零。可见，二极管具有单向导电性，但反 向电压加得过高，超过管子的极限值，则会导致管子击穿损坏。 4、稳压二极管是一种特殊的半导体二极管，其正向特性与普通二极管类似， 但其反向特性较特别，如图21中d曲线所示。在反向电压开始增加时，其反 向电流几乎为零，但当电压增加到某一数值时（称为管子的稳压值，有各种不 同稳压值的稳压管)电流将突然增加，以后它的端电压将维持恒定，不再随外 加的反向电压升高而增大。注意：流过稳压二极管的电流不能超过管子的极限 值，否则管子会被烧坏。 I(mA)A ca 30 -10 U( 图2-1各种电路元件的伏安特性曲线 三、实验设备 序号名称 型号与规格 数量备注 1 可调直流稳压电源 030V或012V 2 万用表 MF500B或其他 3 直流数字毫安表 4 直流数字电压表 5 可调电位器或滑线变阻器 6 二极管 2CP15(或N4004) 7 稳压管 2CW51 8 白炽灯 12V 9 线性电阻 1K2/1W 四、实验内容 1、测定线性电阻器的伏安特性 按图2-2接线，调节稳压电源的输出电压U,从0伏开始缓慢地增加，一直 到10V,记下相应的电压表和电流表的读数UR、I。 杭州电子科技大学理学院物理实验教学示范中心光电信息技术实验室
光电信息技术实验――电路分析实验指导书 3、一般的半导体二极管是一个非线性电阻元件，其伏安特性曲线如图 2-1 中 c 曲线所示。正向压降很小（一般的锗管约为 0.2～0.3V, 硅管约为 0.5～0.7V）, 正向电流随正向压降的升高而急剧上升，而反向电压从零一直增加到几十伏时， 其反向电流增加很小，粗略地可视为零。可见，二极管具有单向导电性，但反 向电压加得过高，超过管子的极限值，则会导致管子击穿损坏。 4、稳压二极管是一种特殊的半导体二极管，其正向特性与普通二极管类似， 但其反向特性较特别，如图 2-1 中 d 曲线所示。在反向电压开始增加时，其反 向电流几乎为零，但当电压增加到某一数值时（称为管子的稳压值，有各种不 同稳压值的稳压管）电流将突然增加，以后它的端电压将维持恒定，不再随外 加的反向电压升高而增大。注意：流过稳压二极管的电流不能超过管子的极限 值，否则管子会被烧坏。 图 2-1 各种电路元件的伏安特性曲线 三、实验设备 序号 名称 型号与规格 数量 备注 1 可调直流稳压电源 0～30V 或 0～12V 1 2 万用表 MF500B 或其他 1 3 直流数字毫安表 1 4 直流数字电压表 1 5 可调电位器或滑线变阻器 1 6 二极管 2CP15（或 IN4004） 1 7 稳压管 2CW51 1 8 白炽灯 12V 1 9 线性电阻 1KΩ/1W 1 四、实验内容 1、测定线性电阻器的伏安特性 按图 2-2 接线，调节稳压电源的输出电压U，从 0 伏开始缓慢地增加，一直 到 10V，记下相应的电压表和电流表的读数UR、I。 杭州电子科技大学理学院 物理实验教学示范中心 光电信息技术实验室 5
光电信息技术实验一一电路分析实验指导书 图2-2 UR(V) 0 4 10 ImA） 2、测定非线性白炽灯泡的伏安特性 将图2-2中的RL换成一只12V的汽车灯泡，重复1的步骤。 UR(V)0 5 810 I(mA) 3、测定半导体二极管的伏安特性 按图2-3接线，R为限流电阻器。测二极管的正向特性时，其正向电流不得 超过35mA,二极管D的正向施压UD+可在0~0.75V之间取值，特别是在0.5 0.75V之间更应多取几个测量点。做反向特性实验时，只需将图2-3中的二极 管D反接，且其反向施压UD-可加到30V。 R200 2CP15 图2-3 正向特性实验数据 U-V0.100.300.500.550.600.650.700.75 I (mA) 反向特性实验数据 UD- -3 -5 -10 -20 -30 -35 -40 (V) I(mA) 4、测定稳压二极管的伏安特性 只要将图2-3中的二极管换成稳压二极管，重复实验内容3的测量。测量 杭州电子科技大学理学院物理实验教学示范中心光电信息技术实验室
光电信息技术实验――电路分析实验指导书 图 2-2 UR(V) 0 3 4 5 7 8 10 I(mA) 2、测定非线性白炽灯泡的伏安特性 将图 2-2 中的 RL 换成一只 12V 的汽车灯泡，重复 1 的步骤。 UR(V) 0 3 4 5 7 8 10 I(mA) 3、测定半导体二极管的伏安特性 按图 2-3 接线，R 为限流电阻器。测二极管的正向特性时，其正向电流不得 超过 35mA，二极管 D 的正向施压 UD+可在 0～0.75V 之间取值，特别是在 0.5～ 0.75V 之间更应多取几个测量点。做反向特性实验时，只需将图 2-3 中的二极 管 D 反接，且其反向施压 UD－可加到 30V。 图 2-3 正向特性实验数据 UD+(V) 0.10 0.30 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 I (mA) 反向特性实验数据 UD－ (V) -3 －5 －10 －20 －30 －35 －40 I (mA) 图 2-3 中的二极管换成稳压二极管，重复实验内容 3 的测量。测量 4、测定稳压二极管的伏安特性 只要将 杭州电子科技大学理学院 物理实验教学示范中心 光电信息技术实验室 6
光电信息技术实验一一电路分析实验指导书 点自定。 正向特性实验数据 UD+(V) I (mA) 反向特性实验数据 Up- (V) I(mA) 5、测定电压源伏安特性 A 图2-4 按图2-4连接电路图，调节U为5V,改变R1的值，测量U和的值。记入下 表中： RL(2) 100 200300 500 600700800 I(mA) UV 6、测定电流源伏安特性 mA 图2.5 按图2-5接好电路图，调节R的值，测出各种不同L值时的1和U,记入表 中： 杭州电子科技大学理学院物理实验教学示范中心光电信息技术实验室
光电信息技术实验――电路分析实验指导书 点自定。 正向特性实验数据 UD+(V) I (mA) 反向特性实验数据 UD－ (V) I (mA) 5、测定电压源伏安特性 图 2-4 连接电路图，调节U为 ，改 的值，测量U 值。 下 表 R 100 200 300 500 600 700 800 按图 2-4 中 5V 变RL 和I的 记入 ： L（Ω） I(mA) U(V) 6、测定电流源伏安特性 图 2-5 图 2-5 接好电路图，调节RL的值，测出各种不同RL值时的I和U，记入表 中： 按 杭州电子科技大学理学院 物理实验教学示范中心 光电信息技术实验室 7
光电信息技术实验一一电路分析实验指导书 RL(2) 100200 300 500 600700 800 I(mA) U(V) 六、实验注意事项 1、测二极管正向特性时，稳压电源输出应由小至大逐渐增加，应时刻注意 电流表读数不得超过35mA。 2、进行不同实验时，应先估算电压和电流值，合理选择仪表的量程，切勿 使仪表超量程，仪表的极性亦不可接错。 七、思考题 1、线性电阻与非线性电阻的概念是什么？电阻器与二极管的伏安特性有何 区别？ 2、设某器件伏安特性曲线的函数式为I=U,试问在逐点绘制曲线时， 其坐标变量应如何放置？ 3、在图2-3中，设U=3V,UD+=0.7V,则毫安表(mA)表读数为多少？ 4、稳压二极管与普通二极管有何区别，其用途如何？ 八、实验报告 1、根据各实验数据，分别在方格纸上绘制出光滑的伏安特性曲线。（其中 极管和稳压管的正、反向特性均要求画在同一张图中，正、反向电压可取为不 同的比例尺)。 2、根据实验结果，总结、归纳各被测元件的特性。 3、必要的误差分析。 杭州电子科技大学理学院物理实验教学示范中心光电信息技术实验室
光电信息技术实验――电路分析实验指导书 杭州电子科技大学理学院 物理实验教学示范中心 光电信息技术实验室 8 RL（Ω） 100 200 300 500 600 700 800 I(mA) U(V) 2、进行不同实验时，应先估算电压和电流值，合理选择仪表的量程，切勿 ，仪表的极性亦不可接错。 题 其坐 3、在图 2-3 中，设U=3V，UD+ = 0.7V，则毫安表（mA）表读数为多少？ 管与普通二极管有何区别，其用途如何？ 数据，分别在方格纸上绘制出光滑的伏安特性曲线。（其中二 极管和稳压管的正、反向特性均要求画在同一张图中，正、反向电压可取为不 同的 2、根据实验结果，总结、归纳各被测元件的特性。 3、必要的误差分析。 六、实验注意事项 1、测二极管正向特性时，稳压电源输出应由小至大逐渐增加，应时刻注意 电流表读数不得超过 35mA。 使仪表超量程 七、思考 1、线性电阻与非线性电阻的概念是什么？电阻器与二极管的伏安特性有何 区别？ 2、设某器件伏安特性曲线的函数式为 I = f(U)，试问在逐点绘制曲线时， 标变量应如何放置？ 4、稳压二极 八、实验报告 1、根据各实验 比例尺）
光电信息技术实验一一电路分析实验指导书 实验三直流电路中电位、电压的关系研究 杭州电子科技大学理学院物理实验教学示范中心光电信息技术实验室
光电信息技术实验――电路分析实验指导书 验三 直流电路中电位、电压的关系研究 杭州电子科技大学理学院 物理实验教学示范中心 光电信息技术实验室 9 实