实验二：电路元件特性曲线的伏安测量法和示波器观测法

本科实验报告

课程名称： 《电工电子实习Ⅰ》 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： 04 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

专业：电子信息工程 姓名：陈铖 学号：04

日期：2014年10月11日

地点：东3-206-E-7

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

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：

(0～0.5V) 3点；(0.5～0.6V) 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：

(0～0.7V) 3点；(0.7～0.8V) 5点；(0.8～100mA附近电压) 5点；

反向伏安特性曲线：

(0～4.7V) 3点；(4.7～100mA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=1KΩ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=1KΩ为限流电阻，观察示波器X-Y图像和Y-T图像。

图4.2 示波器观测法连接电路

五、实验数据记录和处理

3.稳压二极管正向电流电压

5. 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，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1V~5V为佳，时间以100µs~300µs

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。