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线性电阻和非线性电阻的伏安特性曲线

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1.线性电阻和非线性电阻的伏安特性曲线1。实验目的:1测绘电阻的伏安特性曲线2。学会用图线表示实验结果3。了解晶体二极管的单向导电特性2。实验仪器:毫安表、微安表、伏特计、金属膜100K电阻,锗二极管,电位器,限流电阻各一支,直流电源一台。3、实验原理:1。当一个元件的两端加上电压,元件中有电流通过时,电压与电流之比称为元件的电阻。2、若一个元件两端的电压与通过它的电流成比例,则伏安特性曲线为一条直线,这类元件称为线性元件。如果元件两端的电压与其电流不成比例,伏安特性曲线不再是直线,而是曲线,称为非线性元件。一般金属导体的电阻为线性电阻,与其伏安特的大小和方向无关。

性是一条直线(见图3).2-1)。从图中可以看出,直线通过一、三象限。它表明,当更换电阻两端电压的极性时,电流也会发生变化,电阻总是一定值,相当于直线斜率的倒数。常用的晶体二极管是非线性电阻,其电阻值不仅与外加电压的大小有关,还与方向有关。晶体二极管也被称为半导体二极管。导体与绝缘体之间介于半导体的导电性。若在纯半导体中适当掺入极微量杂质,,半导体的导电性将增加数百万倍。添加到半导体中的杂质可分为两种类型:一种杂质添加到半导体中,在半导体中产生许多负电子,称为电子半导体(也称为n半导体);另一种杂质在半导体中产生许多缺乏电子的空(。

3、空位),这种半导体称为空穴型半导体(又称p型半导体)。晶体二极管由具有不同导电性的n型半导体和p型半导体组成p-结构构成。它有两个正负电极,正极由p型半导体引出,负极由n型半导体引出,如图所示(a)所示。p-n结具有单向导电的特点,常用图(b)所示符号表示。关于p-n结的形成和导电性能可作如下解释。如图(a)如所示,由于p区中空穴的浓度大于n区,空穴由p区扩散到n区;同样,由于n区的电子浓度大于p区,电子便便 从n区扩散到p区。随着交界处的扩散,p区空穴减少,出现了一层带负电的粒子区(以y表示);n区内电子减少,出现一层带正电的粒子区(以表示)。结果是p型和n型半导体交界面的两个。

4.侧附近形成带正负电的薄层区,称为p-n结。带电薄层中的正负电荷产生电场,其方向与载流子(电子、空穴)的扩散运动方向相反,使载流子的扩散受到内电场的阻力,因此带电薄层也称为阻挡层。当扩散作用等于内电场时,p当二极管中没有电流时,区域的空穴和n区的电子不再减少,阻挡层不再增加。如图(b)所示,当p-n加上正电压(p区接正,n外电场与内电场方向相反,从而削弱了内电场,使阻挡层变薄。这样,载流子就可以顺利通过p-n结,形成较大的电流。所以,p-n正向导电时电阻很小。如图(c)所示,当p-n加上反向电压(p区接负,n区接正)时,外。

5.电场方向与内电场相同,加强了内电场的作用,使阻挡层变厚。这样,只有少数载流子能通过p-n形成小的反向电流。所以p-n结的反向电阻很大。图3.2-3 p-n实验步骤1. 测绘金属膜电阻的伏安特性曲线采用电阻值约为200欧姆的电阻,其电压为0-1.5V,测量电压每变化0.2V当时的电流值。np(a)内电场方向扩散运动方向-np(b)内电场方向外电场方向正电流(大) n(c)内电场向外电场向反向电流(非常小)p- 根据误差理论设计电路,用万用表粗测电阻、电流表、电压表适合测量档位的电阻值。将电压调为零,改变电阻上的电压方向,取0-(-1.5。

6、)V,测量电压每变化0.2V当时的电流值。以电压为横坐标,以电流为纵坐标,绘制金属膜电阻的伏安特性曲线。2、 在测量测绘晶体二极管的伏安特性曲线之前,记录二极管的型号(用锗管测量反向电流值)和主要参数(即最大正向电流和最大反向电压),然后确定二极管的正负水平。VmAK - - -W图3.2-7 晶体二极管反向伏安特性电路V -K -W图3.2-6 晶体二极管正向伏安特性电路mA -R为了测量晶体二级管的正特性曲线,可以根据图3.2-6所示的电路联线。图中R为保护晶体二次管的限流电阻,电压表的限量约为1伏。老师检查线路后,打开电源,慢慢增加电压。例如,取0.00V、0.10V、。

7、0.20V、读取相应的电流值(在电流变化较大的地方,电压间隔应较小)。最后断开电源。为了测量反向特性曲线,可以按图3.2-7联接电路。用微安表代替电流表,电压表比1伏大,连接电源,逐渐改变电压,如取0.00V、1.00V、2.00V、,读取相应的电流值。断开电源,拆除线路,确认数据无误或遗漏。晶体二极管的伏安特性曲线以电压为横轴,电流为纵轴,利用测得的正反向电压和电流数据绘制。由于正电流读数为毫安,反电流读数为微安,纵轴上下坐标纸上每个小格所代表的电流值可能不同,但必须分别标明。注:测量晶体二极管正伏安特性时,毫安表读数不得超过二极管允许通过的最大正电流值。当测量晶体二极管的反向伏安特性时,晶体管上的电压不得超过管道允许的最大反向电压。二、 综合操作1. 2.使用万用表、电流表和电压表 理解和应用二极管的参数;根据金属膜电阻的彩环判断电阻值的初步知识。3、 误差理论在实践中的应用(正确设计电路)4. 正确制作实验曲线,以及如何利用实验曲线寻求电阻值。三、四、五、六 七、 (注:文档可能无法全面思考,请浏览后下载,供参考。可复制、编制,期待您的好评和关注)8、1。

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