分析整流與穩(wěn)壓二極管伏安特性曲線的異同

1、分析整流與穩(wěn)壓二極管伏安特性曲線的異同作者:日期:分析整流與穩(wěn)壓二極管伏安特性曲線的異同方案一:伏安法試驗(yàn)?zāi)康?1 了解整流與穩(wěn)壓二極管伏安特性曲線。2熟悉用伏安法測整流與穩(wěn)壓二極管伏安特性曲線的一般步驟。3 .用整流與穩(wěn)壓二極管伏安特性曲線解決實(shí)際生活中的問題。試驗(yàn)原理，為減少誤差，除合適地選擇測量電表外，實(shí)際測量通常有兩種方法：外接法和內(nèi)接法，在測量線性元件但對非線性用伏安法測量各種元器件的特性時(shí) 時(shí)還要注意正確地選擇合適的側(cè)量線路 的電阻時(shí)，根據(jù)估計(jì)的阻值大小，適當(dāng)?shù)剡x取某種方法閣，可得到精確地側(cè)量結(jié)果. 元件，如二極管，其直流電阻的大小與加在二極管兩端電壓的大小和方向都有關(guān)系以 ZCW

2、（或ZCP）型二極管為例，當(dāng)加在它兩端的正向電壓從零增加到0.7 V左右時(shí)，其電流電阻阻值，可以從接近無窮大，逐漸變化到數(shù)十歐姆對于這種阻值變化范圍很大的元件，在測量其伏安特性曲線時(shí)，不論采用電流表外接或內(nèi)接，由于電流表內(nèi)阻的影響，所得測量結(jié)果，均不可能在整個(gè)側(cè)量范圍內(nèi)都與實(shí)際值保持較小的偏差.如果選擇內(nèi)阻較小的電壓表和內(nèi)阻較大的電流表，這一現(xiàn)象將更為明顯。.因此，為得到準(zhǔn)確的測量結(jié)果，必須對測量數(shù)據(jù)加以修正.本文給出了修正公式，分別按電流表外接法和內(nèi)接法測量了2Cw 5 3型穩(wěn)壓二極管的正向特性曲線，計(jì)算得出了相應(yīng)的修正值，描繪了該二極管的伏安特性曲線結(jié)果顯示，兩試驗(yàn)儀器型萬用表，量程：6種

3、方法的測量結(jié)果都有很大誤差，修正后二者結(jié)果卻完全一致，說明在采用伏安法測量二級 管的特性時(shí)，對測量結(jié)果必須加以修正，對此也給出了相應(yīng)的理論解釋.電壓表:C4 3型，量程:1 5V，內(nèi)阻:Ro= 14 9 8歐； 電流表：MF2 0 mA,內(nèi)阻：R= 4 9 8歐;整流與穩(wěn)壓二極管各一個(gè)。試驗(yàn)內(nèi)容外S法a*越路對外接法和內(nèi)接法（見圖1和圖 2）分析知，這兩種接法對測量結(jié)果帶來的誤差，都是電表的接人誤差一一即電表內(nèi)阻引人測量線路引起的誤差.在外接法側(cè)量中，真實(shí)測量的是二級管兩端的電壓，而安培計(jì)測出的卻是通過二極管和伏特計(jì)兩路電流之和，亦即由于伏特計(jì)的接人，產(chǎn)生了電流的測量誤差I(lǐng) V，,從相對接人誤

4、差I(lǐng)V /1可知，若伏特計(jì)內(nèi)阻R v Rx，貝U I V護(hù)遠(yuǎn)小于I X,相對接人誤差很小，若不滿足R R X,則會造成很大的接人誤差.接人誤差是一種系統(tǒng)誤差，根據(jù)外接法測得的電壓值 Ux,電流值I及電壓表的內(nèi)阻R,由可算出外接法中電流修正值 （I X）.類似分析可知，在內(nèi)接法中，若不滿足凡RxR a ”則會在電壓值的測量中，產(chǎn)生較大的接 人誤差，由%可計(jì)算內(nèi)接法中電壓的修正值試驗(yàn)結(jié)果:表1、表2分別是用外接法和內(nèi)接法側(cè)量的2CW53型二極管正向伏安特性及修正的數(shù)據(jù)，圖3為相應(yīng)的伏安特性曲線.其中電壓表：C43型，量程:1.5V，內(nèi)阻：R。=1 4 98歐；電流表：MF20型萬用表，量程:6mA

5、，內(nèi)阻:R= 49. 8歐表1外接醫(yī)實(shí)測數(shù)據(jù)及修正數(shù)據(jù)択數(shù)電壓tz/v電就C/X10-J/A電值電BK耒修iE）%10; 1000*070.00IMO20. 2906140. 01b40209330- 3006 200.00rsooa0” 400Oh 270.00bSOOD50. 6(W0.340.0；1.5Q50970 600Q e0- 0$1.恥10877m 6406 590-161.104 0nS0* 6600*780-3+a 8Sb?5590. m0- 71a 5S0. 9639100. TOO1.760.31a 40Z11+ le3. 700*170.1911120. 7306- 0

6、05*510+120*137-6我2內(nèi)接袪其MVt蠟披9正整電 EC/V電AZA電耒修正)電已*正)UT-i&NA = y/%10. 3000.000 30S-OO20.5000. ai0. 50saoo50.000.030. 6000. 050.旳12. W0*040. SGQ0 24隊(duì)65a fto2. 703 750, 7000. 600.67lUO9.460, 7601360.69a se(K51生s70. 300210仇700.380.33ISO庫0. S60i 99*710-5 uhQ99003 GT0. 730. 25(r2O細(xì)Q100.96Q4話0.730.210J63Z011

7、1.GOO& 329. 740 19a 1436.012I. 0400040 170.1240.0從表中數(shù)據(jù)可見，用外接法側(cè)二極管正向特性曲線時(shí)，隨正向電壓的增加， 其測量誤差逐漸減小而用內(nèi)接法測量時(shí)，隨著反向電壓的增加，測量誤差不斷增大.從圖3可看出：(1) 用外接法和內(nèi)接法測得的數(shù)據(jù)經(jīng)修正后，所作曲線基本一致。，從0. Ov到0.6 5v左右的0.7V左右，才逐漸趨于一致， ，其相應(yīng)直流電阻值在接近無R。 R a在正向電壓加到 0.7V左 甚至接近或滿足了外接法的條件.0V到0. 6 5v左右的區(qū)間，修正(2) 從內(nèi)接法實(shí)測數(shù)據(jù)和修正后數(shù)據(jù)所作的兩條曲線可看出 區(qū)間，修正前后，兩條曲線明顯

8、分開，當(dāng)電壓增加到 這是因?yàn)殡妷盒∮?0.65V時(shí)，二極管尚處于未導(dǎo)通狀態(tài) 窮大到數(shù)百歐姆范圍內(nèi)變化，不滿足外接法條件 右，二極管逐漸導(dǎo)通，其阻值降至數(shù)百歐姆之下，(3) 從內(nèi)接法實(shí)測數(shù)據(jù)所作曲線與修正后的曲線看到從前后兩條曲線基本一致.當(dāng)電壓增大到 0.7V左右時(shí)，二極管阻值變化范圍滿足內(nèi)接法的條件 一 Rx R，而正向電壓增至 0.7V左右時(shí)，二極管直流電阻阻值變化范圍不滿足內(nèi)接法的條 件所以兩條曲線明顯地分開了。S3二極的安特性曲賤串并聯(lián)穩(wěn)壓二極管，分析單一與串并聯(lián)伏安特性曲線方案評價(jià)：測試二極管伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)方法，最常用的是采用伏安法，當(dāng)測試二極管正向特性曲線時(shí)采用電流表外接法，測

9、試反向特性曲線時(shí)采用電流表內(nèi)接法。但前者會產(chǎn)生電流的測量誤差，后者會產(chǎn)生電壓的測量誤差；這些接入誤差屬于系統(tǒng)誤差 ，必須對測量結(jié)果加以修正，操作起來比較繁瑣。對于半導(dǎo)體整流二極管，正向?qū)娏鳛閙A數(shù)量級，而反向電流僅為數(shù)量級，所以在選擇測量電路和儀表時(shí)必須加以考慮。方案二:電位差計(jì)法試驗(yàn)原理:1電位差計(jì)測電壓原理電位差計(jì)是一種利用電壓補(bǔ)償原理測量電勢差的儀器。如圖1所示的電路中線變阻器滑動端 A，使檢流計(jì)G指示零。此時(shí)，AB兩點(diǎn)間的電壓與未知電壓互相補(bǔ)償 若滑線變阻器上的電壓分布事先加以標(biāo)定，則可求出。由此可見，電位差計(jì)測量電壓知電壓與電位差計(jì)上的已知電壓相比較使之達(dá)到相互平衡。電流而消耗其

10、能量，因而不干擾待測電路以及高靈敏度的檢流計(jì)。移動滑，即。，是將未它的優(yōu)點(diǎn)是不從待測對象中取用 ，測量結(jié)果僅依賴準(zhǔn)確度極高的標(biāo)準(zhǔn)電池、標(biāo)準(zhǔn)電阻2.測量電路及原理測量電路如圖 2，其原理為：將半導(dǎo)體二極管D與標(biāo)準(zhǔn)電阻R串聯(lián)，用電位差計(jì)分別U d和U。即測出二極管D與標(biāo)準(zhǔn)電阻R上的電壓U和U,則流經(jīng)二極管 D的電流為，二極管等 效直流電阻為。圖2中R1起到分壓作用，R2起到限流作用，兩者配合使用，可以很 方便地調(diào)節(jié)二極管的電壓和電流。因此，只需利用直流電位差計(jì)測出 可。試驗(yàn)驗(yàn)證及結(jié)果:本實(shí)驗(yàn)按照圖2電路對硅二極管 儀器是UJ59型直流電位差計(jì)，S 流計(jì),R為2. 5A/50滑線變阻器， 據(jù)見表1,

11、由此作出的伏安特性曲線見圖選用的測量SJ-2A數(shù)字檢1N400 7的正向伏安特性進(jìn)行測量，S17 9 5A型可跟蹤直流穩(wěn)壓電源，R為0.5A/ 1滑線變阻器 標(biāo)準(zhǔn)電阻10。實(shí)驗(yàn)數(shù)3所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，硅整流二極管1N400 7的死區(qū)電壓為 0.5V,正向?qū)妷杭s0.7V，測量結(jié)果與理論值一致。方案評價(jià):該實(shí)驗(yàn)方法原理簡單，操作方便，測量精度高，測量過程中不會影響待測電路原來的 參數(shù)。因此，該測量方法可以避免因測量儀器接入電路而引起較大的系統(tǒng)誤差。試驗(yàn)?zāi)康模?了解穩(wěn)壓二極管的工作特性。2了解二極管串并聯(lián)伏安特性曲線。試驗(yàn)儀器:電位計(jì) 標(biāo)準(zhǔn)電阻 兩個(gè)穩(wěn)壓二極管。試驗(yàn)原理:1電位差計(jì)測電壓原理電位差計(jì)是一種利用電壓補(bǔ)償原理測量電勢差的儀器。如圖1所示的電路中,移動滑線變阻器滑動端 A，使檢流計(jì)G指示零。此時(shí),A B兩點(diǎn)間的電壓與未知電壓 互相補(bǔ)償，即。若滑線變阻器上的電壓分布事先加以標(biāo)定，則可求出。由此可見， 電位差計(jì)測量電壓，是將未知電壓與電位差計(jì)上的已知電壓相比較使之達(dá)到相互平 衡。它的優(yōu)點(diǎn)是不從待測對象中取用電流而消耗其能量，因而不干擾