伏安法测电阻及二极管伏安特性曲线
伏安法是测绘电阻元件伏安特性曲线的最简 单的实验方法。为了使测量更为精确，还可以利 用电位差计、示波器或电桥等检测仪器测量电阻 的伏安特性曲线。 非线性电阻的伏安特性所反映的规律，总是 与特定的一些物理过程相联系的，对于非线性电 阻特性和规律的深入分析，有利于对有关物理过 程的理解和认识。 实验目的 1、掌握分压器和限流器的使用方法。 2、熟悉测量伏安特性的方法。 3、了解二极管的正向伏安特性。
值，电流表A指示着流过二极管的正向电流 2. 如果将稳压电源的极性反向连接，按上述相同方法测量， 也可得到UD与ID的许多组数据，但这些数据表征着二极管 的反向特性。
3.R0为限流器(即电阻箱)，改变电阻箱的阻值可改变正向电 流值。R1为限流器，R2为分压器。改变R1和R2可输出不同 的电压值，并由电压表指示，目的是与二极管两端的电压 进行比较。
简要原理
伏安法： 根据欧姆定律
V R ， 实验中， 用电压表测 I
出电阻两端的电压，同时用电流表测出流过该电阻的电流， 这种方法叫伏安法。若改变加在电阻元件两端的电压，则流 过该元件的电流也相应的改变， 两者存在一一对应的关系。 实验中可以测出一系列对应值 与Vi ， I以电压 为横坐 V i 标， 以电流 为纵坐标， 作出 图线， V ~ I 叫该元件的伏 I 安特性曲线。 伏安法电路中常用电流表内接法测量二极管 的反向特性， 电流表外接法测量二级管的正向特性， 电路 图如下：
4. 通常R1值越大，可测量的UD越小，R1值很小据图8-2连接线路，并预置R0为最大值，R1为最 大值，R2的输出为零，注意电表的极性!
2、接通电源，注意观察有无异常情况发生，否则马上 切断电源，根据现象检查故障。
3、选择各种值UD (0.1～0.6 V)，对于每种UD值，调 节R0，使检流计指示为零，记下电流表的电流值． 4.根据测量数据，绘出二极管正向伏—安特性曲线
+ V _ + A _ _
mA
+ _ + _
K E
W
K E
W
+
V
+
_
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实验仪器和用具
直流稳压电源、直流电流表、直流电压表、滑线变阻器、可变电阻箱、 检流计、开关、待测二极管
．
图8-1 二极管的伏安特性
图8-2 伏安法测量二极管的特性电路
1. 当检流计指零时，电压表指示着二极管两端的正向电压
二极管伏安特性试验
实验十二非线性元件伏安特性的测量和研究给一个元件通以直流电，用电压表测出元件两端的电压，用电流表测出通过元器件的电流。
通常以电压为横坐标、电流为纵坐标，画出该元件电流和电压的关系曲线，称为该元件的伏安特性曲线。
这种研究元件特性的方法称为伏安法。
伏安特性曲线为直线的元件称为线性元件，如电阻；伏安特性曲线为非直线的元件称为非线性元件，如二极管、三极管等。
伏安法的主要用途是测量研究线性和非线性元件的电特性。
非线性电阻总是与一定的物理过程相联系，如发热、发光和能级跃迁等，江崎玲、於奈等人因研究与隧道二极管负电阻有关的现象而获得1973年的诺贝尔物理学奖。
【实验目的】通过实验测量普通二极管、稳压二极管和发光二极管的伏安特性，掌握非线性元件伏安特性的测量方法、基本电路、误差计算，能够给出所测量元件的特性参数（如正向、反向导通电压，反向饱和电流。
击穿电压等）。
【实验仪器】非线性元件伏安特性实验仪，其控制面板如图1所示。
仪器由直流稳压电源、数字电压表、数字电流表、可变电阻器、普通二极管、稳压二极管、发光二极管、待测电阻等组成。
图1 非线性元件伏安特性实验仪控制面板仪器的使用及注意事项1、在实验过程中，通过调节分压调节以及分流调节旋钮来调节待测元件两端的电压。
2、面板的左部分电路为用来测试待测元件的正向特性；右部分电路用来测试待测元件的反向特性。
3、待测元件两端的电压由电压表给出，在测正向特性的时候，应该使用2V电压挡；在测量反向电压特性的时候，要使用20V 电压挡。
4、 在接线的过程中，注意不要将各个元件的正负向接反。
5、 由于本实验需要连接线较多，在实验中应注意正确连接线路，且在使用时不可用力过猛。
6、 在测量反向特性时，当反向电流开始增大时应注意缓慢调节电压。
如果观测到反向电流有突变趋势，应该立即减小电压。
图2 非线性元件伏安特性实验仪实物照片【实验原理】1、伏安特性根据欧姆定律，电阻R 、电压U 、电流I,有如下关系：R U I = （1）由电压表和电流表的示值U 和I 计算可得到待测元件Rx 的阻值。
稳压二极管的伏安特性
7.5
I
(m A)
1
5
10
20
30
40
50
[实验结果]
1.由表1作电阻的伏安特性曲线图（U-I曲线图）； 2.由表2作稳压管的伏安特性曲线图（U-I曲线图）。
（2） 实验电路
Rg 150
V
20 50mA
mA
E 0 15V
20V
正向 反向
图4 稳压二极管伏安特性测试电路
（3）实验记录 表2 稳压管正向、反向测试数据表
U
正 向 (V)
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.65
0.7
I
(m A) 反 向
1
5
10
15
20
U
(V)
2
4
6
7
(2) 电流表外接时
( RU Rx )
Rx = U I
Rx直算值 Rx修正值
() ()
U Rx = ( I U RU )
( RU 1M )
安曲线测试数据表 电流表外接
Rx直算值 Rx修正值
电流表内接时
U/V I/mA 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.0 12.0
( Rx 1K )
I / mA
U R I
0
U /V
图1 线性元件伏安特性
（1）电流表内接时
( Rx RI )
Rx = Rx = U () I
+
内接
200mA
A
Rx直算值 Rx修正值
E 0 15V
图2 实验线路接线图
实验3-1 伏安法测晶体二极管特性.
实验3-1 伏安法测晶体二极管特性给一个元件通以直流电，用电压表测出元件两端的电压，用电流表测出通过元器件的电流。
通常以电压为横坐标、电流为纵坐标，画出该元件电流和电压的关系曲线，称为该元件的伏安特性曲线。
这种研究元件特性的方法称为伏安法。
伏安特性曲线为直线的元件称为线性元件，如电阻；伏安特性曲线为非直线的元件称为非线性元件，如二极管、三极管等。
伏安法的主要用途是测量研究线性和非线性元件的电特性。
非线性电阻总是与一定的物理过程相联系，如发热、发光和能级跃迁等，江崎玲、於奈等人因研究与隧道二极管负电阻有关的现象而获得1973年的诺贝尔物理学奖。
【实验目的】1．具体了解和分析二极管的伏安特性曲线。
2．学会分析伏安法的电表接入误差，正确选择电路使其误差最小。
3．学会电表、电阻器、电源等基本仪器的使用。
【仪器用具】安培计、伏特计、变阻器、转盘电阻箱、甲电池、待测二极管、导线、双刀双掷倒向开关、单刀开关【实验原理】半导体二极管的核心是一个PN结，这个PN结处在一小片半导体材料的P区与N区之间（如图3-1-1），它由这片材料中的P型半导体区域和N型半导体区域相连所构成。
连接P 型区域的引出线称为P极，连接N型区域的引出线称为N极。
当电压加在PN结上时，若电压的正端接在P极上，电压的负端接在N极上（如图3-1-2），称这种连接为“正向连接”；反之，档PN结的两极反向连接到电压上时为“反向连接”。
正向连接时，二极管很容易导图3-1-1 图3-1-2通，反向连接时，二极管很难导通。
我们称二极管的这种特性为单向导电性。
实验工作中往往利用二极管的单向导电性进行整流、检波、作电子开关等。
二极管电流随外加电压变化的关系曲线称为伏安特性曲线。
二极管的伏安特性曲线如图3-1-3和图3-1-4所示。
这两个图说明了二极管的单向导电性。
由图可见，在正向区域，锗管和硅管的起始导通电压不同，电流上升的曲线斜率也不同。
图3-1-3 图3-1-4利用绘制出的二极管的伏安特性曲线，可以计算出二极管的直流电阻及表征其它特性的某些参数。
伏安法测电阻
伏安法测电阻实验报告一、实验目的：1.学会设计用伏安法测电阻的实验电路。
2.掌握各种电阻原件伏安特性曲线的测量方法。
3.学会用作图法处理实验数据。
二、实验原理：1.线性元件和非线性原件当一电阻元件两端加上不同的直流电压U时，元件内则有相应的电流I流过，以电流I为纵坐标，电压U为横坐标，做出I−U关系曲线，这便是该电阻元件的伏安特性曲线。
通常情况下，导电金属丝，碳膜电阻，金属膜电阻等，其伏安特性曲线是一条过原点的直线，如图（1）所示。
这类元件称为线性元件，其阻值是一个不随I,U变化的常量。
对于像晶体二极管，热敏电阻等元件，他们的伏安特性曲线不是一条直线，这类元件称为非线性元件，其阻值不是一个常量。
图（1）2.测量电路的选取利用伏安法测电阻常采用如下图所示的两种类型测量电路。
由图可以得出，测量电路的选取在于电源的选取，变阻器R的选取和电表的选取以及连接方式等几方面。
（1）电源的选取实验时常用的直流电源有三种：直流稳压电源，直流稳流电源和固定电压源（如干电池等）。
实验时电源的选取应使所选电源的额定电压和额定电流同负载的额定电压和额定电流相同或稍大较为理想，余量过大浪费电能，会使调节变粗，若使用不慎也易损坏电表。
（2）变阻器的选取与连接方式变阻器的用途是控制电路中的电压和电流，使其达到某一指定的数值，或使其在一定范围内连续变化。
为此，实验中常用变阻器组成分压电路和限流电路，如上图所示。
分压电路是通过变阻器R的滑动端的移动来改变R X两端的电压；限流电路是通过改变变阻器R的阻值来改变电路中电流的。
实验中如能选用合适的直流稳压电源或是稳流电源，一般可不采用变阻器控制电路。
如选用固定电压电源，则需用变阻器来调节R X两端的电压和通过它的电流。
变阻器的连接方式按如下考虑：如所选电源的额定电流大于负载R X的两倍以上，宜选用分压电路。
该电路调节的范围宽且可以调为零值。
实验中希望改变R时，负载R X两端的电压变化要尽量均匀，否则调节困难，给实验带来不便。
电阻定律伏安特性曲线
D．当L和横截面的半径都增大一倍时。
2．一粗细均匀的镍铬丝，截面直径为d，电阻为R。 把它拉制成直径为d／10的均匀细丝后，它的电阻 变为（ ） A．R／1000 B．R／100 C．100R D．10000R
伏安特性曲线：导体的 I—U 图线
伏安特性曲线是研究导体电流和 电压关系的重要工具。
若导体的伏安特性曲线是过原点的直线， 则这种元件称为线性元件。
电流表外接法
电阻定律 1、内容： 同种材料的导体,其电阻R与它的长 度L成正比,与它的横截面积S成反比； 导体电阻与构成它的材料有关。
2、表达式:
l R S
是比例常数，它与导体的材料有
关，是一个反映材料导电性能的物理 量，称为材料的电阻率。
电阻率() 1、反映材料导电性能的物理量 2、单位：欧姆·米 Ω ·m
1．下列关于电阻率的叙述，错误的是 [ ] A．当温度极低时，超导材料的电阻率会突然 减小到零 B．常用的导线是用电阻率较小的铝、铜材料 做成的 C．材料的电阻率取决于导体的电阻、横截面 积和长度 D．材料的电阻率随温度变化而变化
4．一根阻值为R的均匀电阻丝，长为L，横截面积 为S，设温度不变，在下列哪些情况下其电阻值 仍为R？ [ ] A．当L不变，S增大一倍时 B．当S不变，L增大一倍时
导体的伏安特性曲线的斜率表示导体电阻 的倒数
非线性元件——伏安特性曲线不是直线 欧姆定律不适用 二极管：
二极管具有单向导电性能。
3、纯金属的电阻率小，合金的电阻率大 4、金属导体的电阻率随温度的升高而增大
锰铜合金和镍铜合金的电阻率随温度变化极小， 利用它们的这种性质，常用来制作标准电阻。 超导现象:有些物质当温度降低到绝对零度附近 时它们的电阻率会突然变为零。 半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间，电阻 率随温度的升高而减小，导电性能由外界条件所控制， 如改变温度、光照、掺入微量杂质等。
测定半导体二极管的伏安特性
测定半导体二极管的伏安特性1背景知识电子器件的伏安特性电子器件的伏安特性是指流过电子器件的电流随器件两端电压的变化特性测定出电子器件的伏安特性，对其性能了解与其实际应用具有重要意义。
在生产和科研中，可用晶体管特性图示仪自动测绘其曲线，在现代实验技术中，可用传感器及计算机进行测定给出测量结果。
如果手头没有现成的自动测量仪器，提出应用电流表和电压表进行人工测量的方法，进行应急的测量是很有用的。
半导体二极管半导体二极管是具有单向导电性的非线性电子元件，其电阻值与工作电流（或电压）有关。
二极管的单向导电性就是PN结的单向导电性：PN结正向偏置时，结电阻很低，正向电流甚大（PN结处于导通状态）；PN结反向偏置时，结电阻很高，反向电流很小（PN结处于截止状态），这就是PN结的单向导电性。
（正向偏置）；（反向偏置）。
二极管的结构：半导体二极管是由一个PN结，加上接触电极、引线和管壳而构成。
按内部结构的不同，半导体二极管有点接触和面接触型两类，通常由P区引出的电极称为阳极，N区引出的电极称为阴极。
二极管的伏安特性及主要参数：二极管具有单向导电性，可用其伏安特性来描述。
所谓伏安特性，就是指加到二极管两端的电压与流过二极管的电流的关系曲线，如下图所示。
这个特性曲线可分为正向特性和反向特性两个部分。
图1二极管的伏安特性曲线（1）正向特性当二极管加上正向电压时，便有正向电流通过。
但是，当正向电压很低时，外电场还不能克服PN结内电场对多数载流子扩散运动所形成的阻力，故正向电流很小，二极管呈现很大的电阻。
当正向电压超过一定数值（硅管约，锗管约）以后，内电场被大大削弱，二极管电阻变得很小，电流增长很快，这个电压往往称为阈电压UTH（又称死区电压：0-U0）。
二极管正向导通时，硅管的压降一般为，锗管则为。
导通以后，在二极管中无论流过多大的电流（当然是允许范围之内的电流），在极管的两端将始终是一个基本不变的电压，我们把这个电压称为二极管的“正向导通压降”。
8伏安法测电阻及二极管的特性
实验八伏安法测电阻及二极管的特性根据欧姆定律，如果测出电阻两端的电压U及通过电阻的电流I，则可计算出电阻值R (R = U / I )。
这种测量电阻的方法称伏-安法。
伏安法原理简单，测量方便，但由于电压表和电流表内阻的影响，往往给测量结果带来明显的系统误差，为减少测量误差，必须在实验中选择适当的实验方法和合适的仪器。
一、实验目的：1、掌握测量电学元件伏安特性的基本方法(伏安法)及误差估算；2、测绘元件电阻和二极管的正向伏安特性曲线。
3、学会“DH6101型电阻元件V-A特性实验仪”的使用方法。
二、实验仪器：DH6101型电阻元件V-A特性实验仪。
三、实验原理：1. 伏-安法测线性元件电阻伏-安法测电阻的原理如图1和图2所示，用电表测得电阻的电压、电流后，通过欧姆定律R = U/ I ，即可计算出电阻值。
伏-安法测电阻有电流表外接和电流表内接两种接线方法。
由于电表内阻的影响，不论采用哪一种接法总存在方法误差，但经修正后都可获得正确结果。
①电流表外接法图1为电流表外接法。
在外接法中，电压表和待测电阻Rx并联后再与电流表串联，故电压表指示值就是Rx上的电压Vx；而电流表的指示值I却包含了通过电压表的电流I V ，即：U = Ux I = Ix + I V若用R V 表示电压表的内阻，则11(Vx V x R R U I I I +=+= a.理论值:求解上式得：用外接法测电阻得理论值（实际值）VX R UI U R −= b.实验值:而用外接法测得电阻实验值为 IUR =，故测量值R 小于实际值X R 。
c.外接法引入的误差：测量的相对误差为 V VV X X R RR U I U I UR U I U R R R =−−−=−因此，只有当x V R R >>时才可以用外接法。
②电流表内接法图2为电流表内接法。
内接法中电流表和待测电阻Rx 串联后与电压表并联。
故电流表指示值等于通过Rx 的电流Ix ；而电压表的指示值U 却包含了电流表上的电压降U A 。
伏安法测电阻.
伏安法测电阻一、实验内容：1.用伏安法测量不同的电阻，分析电表的接入误差；2.测量半导体二极管的伏安特性，并画出伏安特性曲线。
二、实验步骤：(一)清点主要仪器： 1.电源( ) 2.滑线变阻器( ) 3.电阻箱( ) 4.伏特表( ) 5.单刀双掷开关( ) 6.待测二极管( ) 7.万用表 ( ) 8.开关 ( ) 9.导线 ( 10 )(二)按测量线路安置仪器(三)接线1.根据(a)按照图甲连接线路；.R x 用Z×21型电阻箱代替；2.注意伏特表、安培表的正负极；(四)调整仪器1.为保护仪器，初始时R P 的触头滑至B处；2.检查两表指针是否指零，若不指零，则调节零点旋纽，使指针对齐零刻度线。
(五)测量1.伏安法测小电阻①R x 取60.0Ω，安培表选用MF-47万用表的直流0～50mA档，伏特表用3V档；②检查线路无误和电表档级合适后接通电源，将开关K→a；③调节R P ，使安培表读数分别为10.0mA、20.0mA、30.0mA、40.0mA、45.0mA时记下相应的伏特表读数填入表中；④重复步骤③，依相反次序重读一遍，记录伏特表读数填入表①中；⑤切开电源，将R P 的触头滑至B处，将开关K→b，然后接通电源，重复步骤③④，将测得的数据填入表①中。
2.伏安法测大电阻①R x 取6000.0Ω，安培表选用MF-47万用表的直流0～0.5mA档，伏特表用3V档；②重复测量1中的步骤，不同之处是使安培表读数分别为100μA、200μA、300μA、4 00μA、450μA。
3.伏安法测二极管正向特性①用二极管代替R x ，注意二极管的正负极，测正向电阻时安培表选用MF-47万用表的直流0～50mA档，伏特表用3V档，采用外接法；测反向电阻时安培表选用MF-47万用表的直流0～0.05mA档，伏特表用3V档，采用内接法；②重复测量1中的②③步骤，将测量结果填入表格中，以电压表取值为准，具体电压表取值参看表格③、表格④。
Origin8.0 在电磁学实验数据处理中的应用
Origin8.0 在电磁学实验数据处理中的应用摘要：电磁学实验是中学物理实验的主要组成部分，它的数据处理更是重中之重。
本文介绍了 Origin8.0 软件在电磁学实验中数据绘图与处理的方法，主要有图线绘制、线性拟合、统计等。
结合“伏安法测电阻和二极管的伏安特性曲线”电磁学实验，给出了Origin 软件在电磁学实验中具体的数据处理与分析过程，说明了具体的处理步骤和方法，使得实验结果更加精确、直观。
学生更容易理解物理过程，提高了物理学习的兴趣。
关键词：Origin8.0 电磁学实验数据处理物理教学Abstract ：Electromagnetic experiment plays an important role in physical experiments in senior high school, whose data processing is particularly critical. This paper presents a method of data drawing and processing of Origin8.0 software in electromagnetic experiments, mainly including line drawing, linear fitting and statistics. Based on electromagnetic experiment- Voltammetric resistance and Voltammetric characteristic curve of diode, it provides the specific data processing as well as analysis process of Origin8.0 software in electromagnetic experiment and explains specific processing stepsand methods, which makes the experimental result more accurate and intultive.In this way, students are more likely to understand physical processes, whose interest towards physics will be enhanced.Keyword：Origin8.0 Electromagnetism experiment Data processing Physics teaching引言：电磁学是物理学的一个重要分支，它是以实验为基础的，所以也不例外。
实验一、伏安法测二极管的特性
伏安法在二极管特性测量中需要注意一些问题，例如电流和电压的测量精度、测试电 路的搭建等。
通过对二极管特性的测量，可以深入了解其工作原理和应用领域，为电子工程领域的 发展提供有力支持。
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骤
了解二极管在 实际应用中的 优势和局限性
实验原理
二极管的基本原理
定义：二极管是一种具有单向 导电性的电子元件
伏安特性：描述二极管两端电 压与电流之间的关系
工作原理：利用半导体材料的 PN结特性，实现正向导通、反 向截止的功能
应用：广泛用于电子设备中的 信号处理、电源供应等领域
伏安法测二极管特性的原理
伏安法测二极管的特性
汇报人：XX
目录Leabharlann 实验目的 实验原理 实验步骤
01 实验结果分析 04
02 实验总结与思考 05
03
实验目的
掌握伏安法测量二极管特性的原理
了解伏安法测量二 极管特性的基本原 理
掌握伏安法测量二 极管正向和反向电 阻的方法
理解二极管的单向 导电性及其在电路 中的作用
了解伏安法测量二 极管特性的实际应 用
实验总结与思考
总结实验过程和结果
实验目的：通 过伏安法测量 二极管的特性
参数
实验原理：基于 二极管的伏安特 性曲线，通过测 量不同电压下的 电流值，计算出
二极管的参数
实验步骤：搭 建电路、调节 信号源、记录 数据、绘制曲 线、计算参数
实验结果：得到 了二极管的伏安 特性曲线，计算 出了正向电阻、 反向电阻、最大 整流电流等参数
测量二极管的反向特性