[理科实验报告精品]非线性元件伏安特性的测量 实验报告
伏安特性的测定实验报告-伏安特性曲线实验报告思考与讨论
电工实验报告本学院：班级：学号：姓名：指导教师：成绩：、实验名称：伏安特性的测定二、实验目的：1、熟悉电工综合实验装置；2、掌握几种元件的伏安特性的测试方法，加深对线性电阻元件、非线性电阻元件伏安特性的理解；3、掌握实际电压源使用调节方法；4 、学习常用直流电工仪表和设备的使用方法。
三、实验原理电路元件的伏安特性一般用该元件上的电压U 与通过该元件的电流I 之间的函数关系U=f(I) 来表示。
伏安特性以U和I分别作为纵坐标和横坐标绘制成曲线，即伏安特性曲线或外特性曲线。
电路元件的伏安特性可以用电压表、电流表测定，称为伏安测量法(伏安表法) 。
四、实验步骤及任务1、测试线性电阻R 的伏安特性曲线电路电路图：图1-1-2 测试线性电阻R 的伏安特性仿真截图：2, 测试二极管的伏安特性线路电路图：图1-1-4 测试二极管的伏安特性五、思考题：用电压表和电流表测量元件的伏安特性时，电压表可接在电流表之前或之后，两者对测量误差有何影响？实际测量时应根据什么原则选择？（画图并说明）答：伏安特性曲线，有电流表外接和内接。
当电流表外接时：由于电压表的分流作用，有欧姆定律可知，R测<R真。
所以分流越小，误差越小，所以这个适合用来测量小电阻。
即R<<Rv. 当电流表内接时：由于电流表的分压作用，由欧姆定律，R测>R真。
所以分压越少，误差越小，所以这个适合用来测量大电阻。
R>>RA.六、实验结论及收获实验结论以及数据处理：1，线性电阻的的伏安特性曲线为过原点的一条直线，也说明它为线性电阻，电压变化与电流变化是正比关系。
2，二极管的伏安特性曲线为一条曲线，所以为非线性元件。
由图可见，当加二极管上正向电压较小时，正向电流几乎等于0，只有当其两端电压超过某一数值时，正向电流才明显增大。
在此实验数据中加正向电压<0.7V 时, 电流随电压变化较缓慢,当电压超过0.7V时,电流随电压变化很快。
实验一 线性与非线性元件伏安特性的测定
实验一 线性与非线性元件伏安特性的测定一、实验目的1．掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的测试技能。
2．学习直流稳压电源、直流电压表、电流表的使用方法。
３.加深对线性电阻元件、非线性电阻元件伏安特性的理解，验证欧姆定律.二、实验原理电阻元件是一种对电流呈现阻力的元件，有阻碍电流流动的性能。
当电流通过电阻元件时，必然要消耗能量，就会沿着电流流动的方向产生电压降，电压降的大小等于电流的大小与电阻值的乘积。
电压降和电流及电阻的这一关系称为欧姆定律。
IR U = （1-１） 上式的前提条件是电压U 和电流I 的参考方向相关联，亦即参考方向一致。
如果参考方向相反，则欧姆定律的形式应为IR U -= （１—２) 电阻上的电压和流过它的电流是同时并存的,也就是说，任何时刻电阻两端的电压降只由该时刻流过电阻的电流所确定，与该时刻前的电流的大小无关,因此电阻元件又称为“无记忆”元件.当电阻元件R 的值不随电压或电流大小的变化而改变时，则电阻R 两端的电压与流过它的电流成正比例.我们把符合这种条件的电阻元件称为线性电阻元件。
反之，不符合上述条件的电阻元件被叫做非线性电阻元件。
任一二端电阻元件的特性可用该元件上的端电压Ｕ与通过该元件的电流I 之间的函数关系U =f(I ）来表示，即用U —Ｉ平面上的一条曲线来表征,这条曲线称为该电阻元件的伏安特性曲线。
根据伏安特性的不同,电阻元件分两大类：线性电阻和非线性电阻。
线性电阻元件的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，如图1－1中（a)所示，该直线的斜率只由电阻元件的电阻值R 决定,其阻值为常数，与元件两端的电压U 和通过该元件的电流Ｉ无关；非线性电阻元件的伏安特性是一条经过坐标原点的曲线，其阻值R 不是常数，即在不同的电压作用下,电阻值是不同的，常见的非线性电阻如白炽灯丝、普通二极管、稳压二极管等，它们的伏安特性如图1－1中（b)、（c ）、（d ）.在图1—1中,U 〉０的部分为正向特性,U 〈 0的部分为反向特性.线性电阻的伏安特性对称于坐标原点，这种性质称为双向性，为所有线性电阻元件所具备。
实验一线性与非线性元件伏安特性的测绘
实验⼀线性与⾮线性元件伏安特性的测绘图 1-2实验⼀线性与⾮线性元件伏安特性的测绘⼀．实验⽬的1．掌握线性电阻、⾮线性电阻元件伏安特性的逐点测试法。
2．学习恒电源、直流电压表、电流表的使⽤⽅法。
⼆．原理说明任⼀⼆端电阻元件的特性可⽤该元件上的端电压U 与通过该元件的电流I 之间的函数关系U ＝f(I )来表⽰，即⽤U －I 平⾯上的⼀条曲线来表征，这条曲线称为该电阻元件的伏安特性曲线。
根据伏安特性的不同，电阻元件分两⼤类：线性电阻和⾮线性电阻。
线性电阻元件的伏安特性曲线是⼀条通过坐标原点的直线，如图1－1中（a ）所⽰，该直线的斜率只由电阻元件的电阻值R 决定，其阻值为常数，与元件两端的电压U 和通过该元件的电流I ⽆关；⾮线性电阻元件的伏安特性是⼀条经过坐标原点的曲线，其阻值R 不是常数，即在不同的电压作⽤下，电阻值是不同的，常见的⾮线性电阻如⽩炽灯丝、普通⼆极管、稳压⼆极管等，它们的伏安特性如图5－1中（b ）、（c ）、（d ）。
在图1－1中，U 〉0的部分为正向特性，U〈 0的部分为反向特性。
绘制伏安特性曲线通常采⽤逐点测试法，即在不同的端电压作⽤下，测量出相应的电流，然后逐点绘制出伏安特性曲线，根据伏安特性曲线便可计算其电阻值。
三．实验设备1．直流电压、电流表；2．电压源（双路0～30V 可调）；3．MEEL －04组件、MEEL －05组件。
四．实验内容1．测定线性电阻的伏安特性按图1－2接线，图中的电源U 选⽤恒压源的可调稳压输出端，通过直流数字毫安表与1kΩ(d) (b)(c)U UUIII (a)U I 0000图1－1图 1-3直流数字电压表测量。
调节恒压源可调稳压电源的输出电压U ，从0伏开始缓慢地增加（不能超过10V ），在表1－1中记下相应的电压表和电流表的读数。
表1－1 线性电阻伏安特性数据2．测定6.3V ⽩炽灯泡的伏安特性将图1-2中的1kΩ线性电阻换成⼀只6.3V 的灯泡，重复1的步骤，电压不能超过6.3V ，在表1－2中记下相应的电压表和电流表的读数。
非线性原件的伏安特性测量
5. 测量小白炽灯泡的伏安特性曲线
白炽灯是日常生活中经常使用的光源之一,由金属 白炽灯是日常生活中经常使用的光源之一, 钨丝制成灯丝,因此也常称做钨丝灯. 钨丝制成灯丝,因此也常称做钨丝灯.当电流通过 灯丝发热而发光.在工作时, 时,灯丝发热而发光.在工作时,其灯丝电阻随着 温度的升高而增大.通过白炽灯的电流越大,其温 温度的升高而增大.通过白炽灯的电流越大, 度越高,阻值也越大.一般灯泡的"冷电阻" 度越高,阻值也越大.一般灯泡的"冷电阻"与 热电阻" "热电阻"的阻值可相差几倍至十几倍 . 白炽灯的种类很多,实验中使用的小灯泡是常用做 白炽灯的种类很多, 手电筒的光源(其工作条件是12V, 0.3 A).在 ).在 手电筒的光源(其工作条件是 , ). 一定电流范围内, 一定电流范围内,小灯泡的电压与电流的关系为 U=KIn = (2) ) 式中K和 是与灯泡有关的系数 是与灯泡有关的系数. 式中 和n是与灯泡有关的系数.
1)按照图4将稳压二极管连接到测量电路中. )按照图 将稳压二极管连接到测量电路中 将稳压二极管连接到测量电路中. 2 )电压从最小开始调节,观察正向电流,当 电压从最小开始调节,观察正向电流, 开始有正向电流时,开始记录电压电流数据, 开始有正向电流时,开始记录电压电流数据, 正向电流达到20mA时结束,这里要求实验 时结束, 正向电流达到 时结束 数据不能少于20个 数据不能少于 个.在作图纸上描出正向伏 安特性曲线. 安特性曲线. 利用伏安特性曲线求出正向导通阈值电压. 利用伏安特性曲线求出正向导通阈值电压.
【实验仪器】 实验仪器】
直流稳压电源(干电池),变阻器, 直流稳压电源(干电池),变阻器, ),变阻器 电阻箱,二极管,稳压二极管, 电阻箱,二极管,稳压二极管,小白炽灯 泡,数字万用电表性 给一个元件通以直流电, 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. 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, 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, 元件电流和电压的关系曲线,称为该元件的伏 安特性曲线. 安特性曲线.由伏安特性曲线可以很直观的发 现元件的电学特性. 现元件的电学特性. 伏安特性曲线为直线的元件称为线性元件, 伏安特性曲线为直线的元件称为线性元件, 如电阻; 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. 线性元件, 如二极管,三极管等.
1实验一线性与非线性元件伏安特性
实验一 线性与非线性元件伏安特性一、实验目的1. 学会识别常用电路元件的方法。
2. 掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的测绘。
3. 掌握实验台上直流电工仪表和设备的使用方法。
二、原理说明任何一个二端元件的特性可用该元件上的端电压U 与通过该元件的电流I 之间的函数关系I ＝f(U)来表示，即用I-U 平面上的一条曲线来表征，这条曲线称为该元件的伏安特性曲线。
1. 线性电阻器的伏安特性曲线是一条 通过坐标原点的直线，如图1-1中a 所示， 该直线的斜率等于该电阻器的电阻值。
2. 一般的白炽灯在工作时灯丝处于 高温状态， 其灯丝电阻随着温度的升高 而增大，通过白炽灯的电流越大，其温度 越高，阻值也越大，一般灯泡的“冷电阻” 与“热电阻”的阻值可相差几倍至十几倍， 所以它的伏安特性如图1-1中b 曲线所示。
3. 一般的半导体二极管是一个非线性电阻元件，其伏安特性如图1-1中 c 所示。
图1-1 正向压降很小（一般的锗管约为0.2～0.3V ，硅管约为0.5～0.7V ），正向电流随正向压降的升高而急骤上升，而反向电压从零一直增加到十多至几十伏时，其反向电流增加很小，粗略地可视为零。
可见，二极管具有单向导电性，但反向电压加得过高，超过管子的极限值，则会导致管子击穿损坏。
注意：流过二极管的电流不能超过管子的极限值，否则管子会被烧坏。
三、 实验设备四、实验内容1. 测定线性电阻器的伏安特性U(V)( )图 1-2 图 1-3按图1-2接线，调节稳压电源的输出电压U ，从0 伏开始缓慢地增加，一直到10V ，记下相应的电压表和电流表的读数U R 、I 。
2. 测定非线性白炽灯泡的伏安特性3. 测定半导体二极管的伏安特性按图1-3接线，R 为限流电阻器。
测二极管的正向特性时，其正向电流不得超过35mA ，二极管D 的正向施压U D+可在0～0.75V 之间取值。
在0.5～0.75V 之间应多取几个测量点。
实验一 线性与非线性元件伏安特性的测定_百度文库.
实验一线性与非线性元件伏安特性的测定一、实验目的1．掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的测试技能。
2．学习直流稳压电源、直流电压表、电流表的使用方法。
3．加深对线性电阻元件、非线性电阻元件伏安特性的理解，验证欧姆定律。
二、实验原理电阻元件是一种对电流呈现阻力的元件，有阻碍电流流动的性能。
当电流通过电阻元件时，必然要消耗能量，就会沿着电流流动的方向产生电压降，电压降的大小等于电流的大小与电阻值的乘积。
电压降和电流及电阻的这一关系称为欧姆定律。
U =IR (1－1上式的前提条件是电压U 和电流I 的参考方向相关联，亦即参考方向一致。
如果参考方向相反，则欧姆定律的形式应为U =-IR (1－2电阻上的电压和流过它的电流是同时并存的，也就是说，任何时刻电阻两端的电压降只由该时刻流过电阻的电流所确定，与该时刻前的电流的大小无关，因此电阻元件又称为“无记忆”元件。
当电阻元件R 的值不随电压或电流大小的变化而改变时，则电阻R 两端的电压与流过它的电流成正比例。
我们把符合这种条件的电阻元件称为线性电阻元件。
反之，不符合上述条件的电阻元件被叫做非线性电阻元件。
任一二端电阻元件的特性可用该元件上的端电压U 与通过该元件的电流I 之间的函数关系U ＝f(I 来表示，即用U －I 平面上的一条曲线来表征，这条曲线称为该电阻元件的伏安特性曲线。
根据伏安特性的不同，电阻元件分两大类：线性电阻和非线性电阻。
线性电阻元件的伏安特性曲I I 线是一条通过坐标原点的直线，如图1－1中（a ）所示，该直线的斜率只由电阻元件的电阻值RU U决定，其阻值为常数，与元件两00端的电压U 和通过该元件的电流I 无关；非线性电阻元件的伏(b(a安特性是一条经过坐标原点的I I曲线，其阻值R 不是常数，即在不同的电压作用下，电阻值是不U 同的，常见的非线性电阻如白炽U00灯丝、普通二极管、稳压二极管等，它们的伏安特性如图1－1(d中（b ）、（c ）、（d ）。
伏安法测非线性电阻实验报告
4) mA；
R 'X
U I
(51.5)Ω ；
RX
RX ' RV RV RX
=(
'
53.3)Ω ； E
U U
2
I I
2
(
0.010)
V；
E·RX低 ( 0.533)Ω ； RX低 RX低= ( 53.3±0.5)Ω ； E = (1.0 ) V；
Rx（高）:
u ( 0.08)V； I =( 0.04) mA；U ' U U = (10.90±0.08 ) V； I ' I I = ( 5.30±0.04)
2
I/mA
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0 0.0 0.0 0.0
4.根据测得实验数据作出二极管的伏安特性曲线）（作图软件 excel）
（注：不懂使用 excel 作图的同学可在网站下载(二级管的伏安特性曲线生成工具)，并在数据区填入数据后自动 生成二级 管的伏 安特性 曲线）
下面是用 excel 生成的空白坐标纸
mA；
R 'X
U I
(2056.6
)Ω
； RX
RX ' RI
(2050.6
)Ω ；
E
U U
2
I IX高 ( 22.557)Ω ； RX高 RX高= ( 2051±23)Ω ； E = (1.1 ) V；
3．二级管数据及 处理
正向数据记录表格
No:
1
U/ V
RI(Ω )
KV
KI
Rx（低）
3
75
1500
0.6
0.5
0.5
非线性元件伏安特性的测量
实验名称：非线性元件伏安特性的测量
班级：计算机111 姓名：杨炜学号：2011014169 教师：顾邦明
章凌霄2011014168
任务与要求
任务：1.白炽灯泡伏安特性研究；
2.二极管正向伏安特性测量；
3.稳压二极管反向伏安特性测量。
要求：设计一个完成任务1~3的具体实验方案（仪器选择、原理依据、电路设计、数据表格、数据处理方法等）。
实验仪器
数字万用表2个；DH-VC1直流恒压恒流源（恒压0-30V可调，恒流0-50mA可调）；整流二极管（1N4007）、白炽钨丝灯泡（12V/0.1A）、硅稳压二极管(2CW56);(470Ω/2W，2.2k Ω/1W，5kΩ/1W)电位器各一个，（100Ω/2W，200Ω/2W）电阻各一个；开关1个，导线若干，九孔插板。
原始数据记录
（见附表1）
实验一：钨丝灯泡特性描述
电路图
实验二：二极管正向伏安特性描述电路图
实验三：稳压二极管伏安特性描述电路图
结果分析与讨论
进行试验1时，必须根据白炽灯的规格来制定电路连线，要控制白炽灯分得电压不超过其额定电压，否则容易导致灯泡烧坏。
由于其它电阻的存在，并且各电路元件的实际值与标准值存在较大误差，所以我们小组在进行试验3：稳压二极管伏安特性描述的时候，在反向偏置电压到达7.5V左右时，便开始出现雪崩效应。
实验七 线性和非线性电学元件伏安特性的测量
实验七线性和非线性电学元件伏安特性的测量本实验主要通过测量不同电学元件的伏安特性，了解电流-电压关系及其特点，并对线性与非线性元件进行区分。
同时，通过实验掌握伏安表和示波器的使用方法。
一、实验器材1. 直流电源2. 电阻箱3. 伏安表4. 示波器5. 切换开关6. 电路板7. 线性电阻、电流表等二、实验原理1. 线性电阻的伏安特性线性电阻是最基本的电阻元件，其伏安特性的特点是与电流成正比，即Ohm定律： U = IR其中，U为电压，I为电流，R为电阻值。
在实验中，通过调整电源输出电压，改变电路中的电流值，并通过伏安表测量电阻两端的电压，然后求解电阻的电压-电流关系，并绘制成伏安特性曲线。
除了线性电阻外，还有一些电学元件，如二极管、三极管、电容、电感等，它们的伏安特性不是线性的，即非线性元件。
其中最常见的是二极管。
其伏安特性的特点是在正向偏置情况下，电压很小时电流几乎不流动；但当电压超过一定值时，电流急剧增加。
而在反向偏置情况下，电流很小，电压增加时，电流也几乎不发生变化，称为反向饱和区。
三、实验步骤1. 准备实验器材并接线。
将直流电源连接到电路板上的正负极，将电阻箱、伏安表、电阻与电路板连接，并用切换开关选择要测量的电路。
选取二极管作为样品，通过调整直流电源输出电压来改变二极管的正向偏置电压，记录电流与电压数据。
描绘二极管的伏安特性曲线。
4. 数据处理与分析以伏安特性曲线为依据，对线性电阻和非线性元件进行分类，并分析非线性元件的工作原理。
四、实验注意事项1. 操作时注意电路的连接情况，避免拧错导致损坏实验器材。
2. 正确选择伏安表的测量范围，以避免仪器烧毁。
3. 电阻、二极管等元件的选取应合适，避免输出电压超过测量范围。
4. 实验完毕后，应及时关闭电源及伏安表电源，避免电路出现短路等危险。
线性与非线性元件伏安特性的测定
1线性与非线性元件伏安特性的测定一.实验目的1 •学习直读式仪表和直流稳压电源等仪器的使用方法 2•掌握线性电阻元件、非线性电阻元件的伏安特性的测试技能3•加深对线性电阻元件、非线性电阻元件伏安特性的理解•验证欧姆定律二•实验原理电阻元件是一种对电流呈现阻力的元件， 有阻碍电流流动的性能。
当电流通过电阻元件 时，电阻元件将电能转换成其它形式的能量.并沿着电流流动的方向产生电压降。
电压降的大小等于电流的大小与电阻的乘积。
电压降和电流及电阻的这一关系称为欧姆定律。
U=IR上式的前提条件是电压 U 和电流I 的参考方向相关联.亦即参考方向一致。
如果参考方 向相反•则欧姆定律的形式应为U = -IR电阻上的电压和流过它的电流是同时并存的. 也就是说，任何时刻电阻两端的电压降只由该时刻流过电阻的电流所确定， 与该时刻前的电流的大小无关， 因此，电阻元件又被称为“无记忆”元件。
当电阻元件R 的值不随电压或电流大小的变化而改变时，则电阻 R 两端的电压与流过它的电流成正比例。
我们把符合这种条件的元件称为线性电阻元件。
反之.不符合上述条件的电阻元件被叫做非线性电阻元件。
电阻元件的特性除了用电压和电流的方程式表示外， 还可以用其电流和电压的关系图形来表示，该图形称为此元件的伏安特性曲线。
线性电阻的伏安特性曲线为一条通过坐标原点的直线，该直线的斜率即为电阻值，它是一个常数。
如图1-1所示。
半导体二极管是一种非线性电阻元件。
它的电阻值随着流过它的电流的大小而变化。
半导体二极管的电路符号用 本表示.其伏安特性如图 1-2所示。
由此可见半导体二极管的伏 安特性为非对称曲线。
对比图1-1和图1-2可以发现，线性电阻的伏安特性对称于坐标原点。
这种性质称为双 向性，为所有线性电阻元件所具备。
半导体二极管的伏安特性不但是非线性的.而且对于坐标原点来说是非对称性的，又称非双向性。
这种性质为多数非线性电阻元件所具备。
半导体二极管的电阻随着其端电压的大小和极性的不同而不同， 当外加电压的极性和二极管的极性 相同时，其电阻值很小，反之二极管的电阻很大。
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实验报告姓名：班级：学号：实验成绩：同组姓名：实验日期：2010-4-12 指导老师：助教02 批阅日期：非线性元件伏安特性的测量【实验目的】1．学习测量非线性元件的伏安特性,针对所给各种非线性元件的特点，选择一定的实验方法，援用配套的实验仪器，测绘出它们的伏安特性曲线。
2. 学习从实验曲线获取有关信息的方法。
【实验原理】1、非线性元件的阻值用微分电阻表示，定义为 R = dU/dI。
2、如下图所示，为一般二极管伏安特性曲线3、测量检波和整流二极管，稳压二极管，发光二极管的伏安特性曲线，电路示意图如下(1)检波和整流二极管检波二极管和整流二极管都具有单向导电作用，他们的差别在于允许通过电流的大小和使用频率范围的高低。
(2)稳压二极管稳压二极管的特点是反向击穿具有可逆性，反向击穿后，稳压二极管两端的电压保持恒定，这个电压叫稳压二极管的工作电压。
(3)发光二极管发光二极管当两端的电压小于开启电压时不会发光，也没有电流流过。
电压一旦超过开启电压，电流急剧上升，二极管发光，电流与电压呈线性关系，直线与电压坐标的交点可以认为是开启电压．使用公式计算光的波长。
【实验数据记录、实验结果计算】1、整流二极管正向：编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 U测0.380.410.440.480.510.540.560.620.630.65 (V)I(mA) 0.0080.0210.0360.0990.2100.4250.660 1.076 2.142 2.866编号11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 U(V) 0.670.680.700.730.740.780.800.830.860.89 I(mA) 3.691 4.004 5.224 6.5277.0029.90211.10413.32315.71018.169根据图像去掉了几个异常点得到图像如下:图1整流二极管正向伏安特性曲线及线形拟合直线拟合直线方程：I = 72.56604 * U —46.6435令I = 0，得U0 = 0.642 (V)则整流二极管的开启电压U0 = 0.642(V)反向：表二测量整流二极管的反向伏安特性数据编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 U(V) -1.00-3.00-5.00-7.00-9.00-11.00-13.00-15.00-17.00-19.00 I(A) 0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000根据数据得到图像如下:图2 整流二极管反向伏安特性曲线及线性拟合直线在测量范围（I≤20mA)内，电压恒为0。
可见整流二极管反向耐压很高。
2、稳压二极管表三测量稳压二极管的反向伏安特性数据编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 U(V) -3.522-3.771-3.907-4.168-4.483-4.741-4.939-5.003-5.035-5.061 I(mA) -0.005-0.010-0.014-0.028-0.066-0.137-0.262-0.335 -0.382 -0.431编号11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 U(V) -5.093-5.124-5.138-5.166-5.185-5.191-5.197-5.204-5.217-5.241 I(mA) -0.506-0.600-0.657-0.834-1.117-1.305-1.790-2.634-5.469-11.239根据数据得到图像如下:图3 稳压二极管反向伏安特性曲线及线形拟合直线拟合直线方程：I = 233.54778 * U + 1212.82776令I = 0，得U工作= — 5.19 (V)则稳压二极管的工作电压U工作= — 5.19 (V)3、发光二极管编号 1 2 3 4 5 6 7 8 U(V) 1.3820 1.4876 1.5098 1.5220 1.5312 1.5541 1.5655 1.5667 I(mA) 0.0030.0320.0510.0640.0800.1310.1700.174编号9 10 11 12 13 14 15U(V) 1.5830 1.5888 1.7132 1.7407 1.7658 1.7817 1.7922I(mA) 0.2550.293 6.0469.90114.15317.37719.528根据上述表格数据得到图像如下：图4 发光二极管正向伏安特性曲线（红光）及线形拟合直线拟合直线方程：I = 170.82762 * U —287.03695令I = 0，得U0 = 1.68 (V)则稳压二极管的开启电压U0 = 1.68 (V)代入公式= 7.39 * 10-7 (m) = 739 (nm)查资料得，红光波长范围780～630，所以测得的λ正常。
编号 1 2 3 4 5 6 7 8 U(V) 1.4352 1.6000 1.5941 1.6318 1.6624 1.6875 1.6985 1.7092 I(mA) 0.0010.0040.0050.0080.0180.0320.0410.051编号9 10 11 12 13 14 15U(V) 1.7199 1.7355 1.7469 1.7700 1.8548 1.8751 1.9290I(mA) 0.0650.0900.1130.217 1.496 2.64210.294根据上述表格数据得到图像如下：图5 发光二极管正向伏安特性曲线（黄光）及线性拟合直线拟合直线方程：I = 123.37364 * U —227.90903令I = 0，得U0 = 1.86 (V)则稳压二极管的开启电压U0 = 1.86 (V)代入公式= 6.32 * 10-7 (m) = 632 (nm)查资料得，黄光波长范围600～570，所以测得的λ偏大，问题分析见后。
编号 1 2 3 4 5 6 7 8 U(V) 2.023 2.214 2.222 2.238 2.244 2.252 2.280 2.288 I(mA) 0.0010.0040.0050.0060.0070.0080.0090.011编号9 10 11 12 13 14 15U(V) 2.313 2.474 2.586 2.633 2.705 2.825 2.908I(mA) 0.0150.1390.5520.866 1.582 3.443 5.280根据上述表格数据得到图像如下：图6 发光二极管正向伏安特性曲线（蓝光）及线性拟合直线拟合直线方程：I = 22.13253 * U —59.0814令I = 0，得U0 = 2.67 (V)则稳压二极管的开启电压U0 = 2.67 (V)代入公式= 4.65 * 10-7 (m) = 465 (nm)查资料得，蓝光波长范围470～420，所以测得的λ正常。
【对实验结果中的现象或问题进行分析、讨论】一、现象分析1、现象：整流二极管正向工作时，当电压较小时电流几乎没什么变化，在电压达到某一值后突然急剧变化。
反向工作时，电流几乎为零。
分析：整流二极管的PN结，其P区的载流子是空穴，N区的载流子是电子，在P 区和N区间形成一定位垒。
当外加电压使P区相对N区为正时，此时即能通过大量电流，所以在从零到外加电压抵消位垒阶段，电压增大，电流几乎为零且变化缓慢。
抵消位垒时外加电压即应是开启电压U0。
而过了开启电压，电流变化十分剧烈。
而加相反的电压，位垒增大，流过极小的反向电流，直至击穿。
2、现象：稳压二极管反向工作时，当电流较小时电压变化很剧烈，当电流达到一定值时电压变化急速变缓，最后维持在某一特定值左右波动。
分析：稳压二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件。
在反向临界击穿点上，反向电阻降低到一个很小的数值，在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定。
其工作原理与其他二极管不同，但内部结构类似于整流二极管。
稳压二极管工作于反向击穿状态。
加在稳压二极管两端的反向电压达到一定数值时，将可能有大量载流子遂穿PN结的位垒，形成大的反向电流，此时电压基本不变，称为隧道击穿。
3、现象：发光二极管在电流较低时，电压变化很剧烈，然而在电流达到一定值后，电压变化又急剧减缓。
且在电压较小且变化很快时，二极管不发光或光很弱，电压变化缓慢后二极管发光。
分析：电压变化快慢的转折点即为发光二极管的开启电压，此时二极管导通并发光。
4、现象：开启电压U蓝> U黄> U红波长λ蓝< λ黄< λ红分析：辐射色光的过程即是电子能级跃迁。
由于紫光能量大，需要的跃迁能量最大，所以需要的开启电压高，而红光则最低。
紫光能量大的原因是波长小，频率大，所以能量大。
同理，随波长增大，色光能量减小。
5、示波器：纯电阻：正弦曲线整流二极管：正弦曲线的上半检波二极管：正弦曲线的上半+ x轴下方有较小的正弦波稳压二极管：稳压值内为正弦曲线，稳压值外的都被截去发光二极管：波峰红光高于黄光高于蓝光分析：所加电压为交流电，因而纯电阻波形为正弦曲线；整流二极管单向导通，因而只有正弦曲线的x轴上方部分；检波二极管反向耐压低，因而有一小部分x轴下方的正弦波；稳压二极管稳压值内导通，稳压值外不通；发光二极管波长越长，波峰越高，这可能与各色光开启电压有关。
在开启电压后，发光二极管的电阻都很小，可以看做大致相等，所以电流大小的变化只取决于开启电压。
红光开启电压小，故电流早增大，当达到电压最大时，红光二极管的电流最大，紫光最小。
二、误差分析4、在测量发光二极管的正向伏安特性时, 三次测量数据点选择普遍偏小。
红光还好，只是电流急剧变化阶段数据点较少，对开启电压的计算尚未造成太大影响；而对黄光和蓝光，问题就显得比较严重了，在线性拟合时，由于导通区数据点过少，我不得不只选取两个数据点进行拟合，这样做的误差显然是非常大的；最严重的黄光，甚至测得的U0偏小，导致计算所得的波长较理论值偏大，究其原因，我觉得主要是右数第二个数据点其实还处于电流急剧上升阶段而不是导通区，如果导通区能再取几个数据点来线性拟合应该可以解决这个问题。
而为什么我们组会把数据点选择的那么小呢，因为我们认为既然是开启电压附近二极管导通并发光，我们只需用肉眼观察二极管是否发光，然后在发光的电压两边取值即可。
考虑到肉眼观察不精确，可能二极管以及更发光了却没有被我们的视力所捕获，我们特地在看到发光前取了9个点，看到发光后只取6各点，且在发光点附近取值较密。
然而事实证明我们错了，我们所见的发光点都比开启电压小很多，我不明白为什么，望老师解答。
2、本实验误差还有一个重要来源，即电表分压（分流）。