实验题目：非线性电阻元件伏安特性的研究 201508
实验目的：1．掌握用伏安法研究二极管正向伏安特性及钨丝灯伏安特性的方法；
2．掌握用最小二乘法（回归法）处理实验数据，得到经验公式的方法。
实验仪器：PASCO数字实验教学系统、直流电源、电阻箱、滑线变阻器、二极管、小灯泡等 实验原理：1．半导体二极管的伏安特性
半导体二极管由一个p-n结，加上接触电极、引线和封装管壳组成。常见的二极管有硅二极管和锗二极管。加到二极管两端的电压与流过其上面的电流的关系曲线，就叫二极管的伏安特性曲线，如图1所示。由于p-n结具有单向导电性，故二极管的正反向伏安特性相差很大，二极管的伏安特性可分三部分：
①正向特性。当所加的正向电压很小时，正向电流也很小，只有当正向电压加到某个数值时，电流才开始明显加大，这个外加电压值叫做二极管的阈值电压或开通电压，记作U0。通常硅二极管的阈值电压U0?0.5V~0.6V，锗二极管U0?0.2V~0.3V。阈值电压的确定，一般是在正向特性曲线较直部分画一切线，延长相交于横坐标上一点，该点在横轴上的值就是该二极管的阈值电压。
②反向特性。当二极管两端加反向电压时，反向电流很小且在一定范围内不随反向电压的增加而增加。
③反向击穿特性。当反向电压继续增加时，反向电流会突然增大，这种现象称作反向击穿，产生击穿的临界电压称为反向击穿电压。不同的二极管，反向击穿电压也不同。一般情况下，二极管反向电压不得超过反向击穿电压，否则会烧坏管子。
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I/mAI/mAOU/VOU/V图1 二极管的伏安特性曲线 （2）钨丝灯的伏安特性
图2 钨丝灯的伏安特性曲线
当钨丝灯泡两端施加电压后，钨丝上有电流流过，产生功耗，灯丝温度上升，致使灯泡电阻增加。因此，通过钨丝灯的电流越大，其温度越高，阻值也越大，其伏安特性如图2中曲线所示。灯泡不加电压时，称为冷态电阻。施加额定电压测得的电阻称为热态电阻。由于正温度系数的关系，冷态电阻小于热态电阻，一般钨丝灯的冷态电阻与热态电阻的阻值可相差几倍至十几倍。而且由于钨丝灯点亮时温度很高，超过额定电压时会烧断，所以使用时不能超过额定电压。
2．用伏安法测量非线性电阻元件的伏安特性
对非线性电阻元件伏安特性的研究，一般都是采用伏安法进行测量。实验采用PASCO数字实验系统测量，用电压传感器测量待测元件的电压。测量电路分别如图3。
图3 伏安法测量非线性电阻元件的伏安特性电路图
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实验内容：
1． 二极管的正向伏安特性的测量:采用分压电路测量，测量电压≤0.7 V,采用自动测量模式，
通过测量已知电阻的电压，得到流过二极管两端的电流，作出I-V特性曲线。
2．测量钨丝灯的伏安特性: 采用分压电路测量，测量电压≤9 V,采用自动测量模式，通过测量已知电阻的电压，得到流过二极管两端的电流，作出I-V特性曲线。 注意事项
1．须了解待测元件(二极管、钨丝灯)的规格，使加在它上面的电压和通过的电流均不超过额定值。
2. 须了解测量时所需其它仪器的规格（如电源、电压表、电流表、滑线变阻器等的规格），也不得超过其量程或使用范围。
数据处理
1、实验测量得到的二极管伏安特性曲线．（50分）
上传图片。（10分）
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非线性电阻元件伏安特性的研究(电磁学实验)
