实验二：电路元件特性曲线的伏安测量法和示波器观测法.doc

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、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、 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

2、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

3、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装 订 线专业：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-

4、7 按 4.1 所示电路连接各元件。普通二极管选择型号为【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；(0.6 100mA 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.

5、7 100mA 附近电压) 7 点；注：要求测量最大电流在 100mA 附近，不小于 90mA。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

6、 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） 0.107 0.207 0.314 0.413 0.508 0.522 0.534 0.553 0.564I (mA) 0 0 0 0 0.5 0.8 0.1 1.5 1.9U（V） 0.584 0.632 0.703 0.804 0.850 0.886I (mA) 2.9 7.2 21.3 57.8 78.6 95.72. 普通二极管反向电流电压U（V） 5.01 10.02 15.05 23.9 28.04I (mA) 0 0 0 0 03. 稳压二极管正向电流电压U（V） 0.104 0.307

7、0.504 0.633 0.7 0.72 0.74 0.76 0.787I (mA) 0 0 0 0.2 2.1 3.8 6.3 10.6 18.3U（V） 0.8 0.821 0.846 0.882 0.912 0.942I (mA) 23.1 31.6 42.9 60.9 78.6 95.64. 稳压二极管反向电流电压U（V）1.942 3.10 4.74 5.11 5.22 5.32 5.40 5.55 5.60 5.65I (mA)0 0 0 0.21 11.3 26.6 40.8 74.9 85.4 96.45. 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

8、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

9、，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

10、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 100s300s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

11、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，测量得到的特性曲线越接近实际情况。示波器使用注意事项1. 绝对不能将电压源接到示波器的任何接地端；2. 绝对不能直接接 220V 交流电；3. 不要将两个通道的接地线连在电路的不同位置，以免造成短路。函数信号发生器使用注意事项1. 不要让输出端短路。思考题1. 稳压电源小于 15V，限流电阻 100 欧姆左右，电流表量程 200mA。2.