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1、大学物理实验,设计性实验二极管伏安特性测量,实验提示,教学目标,仪器介绍,注意事项,预习题,思考题,实验要求,实验任务,教学目标,1、通过部分内容的设计完成一个设计性实验，体验自主探索与科学研究的过程，激发学生求知兴趣，培养学生基本的科学素养。2、拓展学生思路，提高学生解决实际问题的能力。3、培养学生的创新精神。,1 了解二极管的相关参数。2 学习电路设计思路及参数设置。3 实验时先粗测观察判断、调整，后细测数据记录。4学会变阻器的使用。,学习要点,实验任务,1.测量二极管伏安特性。2.根据实验室提供的仪器，自行设计实验实施方案（实验电路，写出实验步骤,写出要测量的量，自拟数据记录和数据处理表
2、格)。3.在坐标纸上，画出二极管伏安特性曲线。,实验要求,确定电源电压输出值（经计算得到）及数据点分布后方可实验。,实验提示,1.复习旧知（1）电表改装电路（2）太阳电池伏安特性测量电路2.二极管伏安特性（1）二极管伏安特性（2）二极管一些参数,安培表的内接和外接,二极管的伏安特性,正向特性：u0的部分称为正向特性。反向特性：u0的部分称为反向特性。反向击穿：当反向电压超过一定数值U（BR）后，反向电流急剧增加，称之反向击穿。,IN4007的作用IN4007的主要参数二极管类型:Standard Recovery电压,Vrrm:1000V电流,If平均:1A正向电压Vf最大:1.1V电流,If
3、s最大:30A封装形式:DO-41针脚数:2器件标记:1N4007,二极管的伏安特性,1、当二极管加正向电压，正向电压小于阈电压（锗管约为0.1V，硅管约为0.5V）时二极管电阻很大，电流很小；一旦外加电压超过阈值电压，二极管正向电压变小，电流迅速上升，二极管呈导通状态。一般二极管的正向压降，锗管为0.20.3V（一般取0.2V），硅管为0.70.8V（一般取0.7V）。2、若二极管加反向电压，当电压较小时，反向电流很小，二极管基本上呈截止状态。锗管的反向电流一般不大于250A，而硅管的在5A(甚至0.1A)以下。3、当电压增加到二极管的击穿电压，二极管被击穿，电流剧增，二极管损坏。,二极管的
4、伏安特性,IN40070-0.5V死区，0.5V阈值电压电流开启电流缓冲，正向导通，电流急剧增加，电压基本不变。,二极管的伏安特性,1、当二极管加正向电压，正向电压小于阈电压（锗管约为0.1V，硅管约为0.5V）时二极管电阻很大，电流很小；一旦外加电压超过阈值电压，二极管正向电压变小，电流迅速上升，二极管呈导通状态。一般二极管的正向压降，锗管为0.30.4V，硅管为0.60.7V。若二极管加反向电压，当电压较小时，反向电流很小，2、二极管基本上呈截止状态。锗管的反向电流一般不大于250A，而硅管的在5A(甚至0.1A)以下。3、当电压增加到二极管的击穿电压，二极管被击穿，电流剧增，二极管损坏。
5、,仪器介绍,名称 数量 型号直流稳压电源 1台 020V可调二极管 1只 IN4007电阻 1只 10万用表 2只开关 1只滑线变阻器 1只连接导线 7只 实验用9孔插件方板 1块 297mm 300m,思考题（任选5题回答）,1.分压器的滑动端位置开始实验时应放在什么位置。2、测量二极管正向特性时，是否应设计保护电路？为什么？若考虑设计保护电路，采用什么方式？3、测量二极管反向特性时，是否应设计保护电路？为什么？4、限流保护，那保护电阻在设计过程中应考虑哪几方面问题（阻值大小、功率大小）5、如何实现加在二极管二端电压的变化？电路应如何设计？6、直流电源提供的电压应选择多少？（应经过计算得到）
6、7、四位半万用表应读几位有效数字？,实验报告内容,一.方案设计：1.实验任务与要求。2.实验测量电路及电源输出电压值确定。3.实验具体步骤。4.预习思考题回答。5.测量的物理量（明确直接测量量）。6.数据记录表格（自变量数据要确定）。二.实验过程和数据记录：1.实验中出现的问题和方案的修正。（实验可修正方案，若有修正，在实验总结部分要有两者比较的分析。）2.数据记录三.数据处理和实验总结（包括结论及分析讨论）,操作规范及使用注意,1.根据实验要求正确选择电表的量程。说明：硅二极管的方向电流很小（一般0.1A）,选用100A量程的微安表往往测不出来，只好读成0.0A。最好选用例如20A量程的微安
7、表。2.按前述的电路接线规范正确接线。应特别注意滑线变阻器的接线（阻值小的作为分压器，阻值大的作为限流器；分压器不得接成限流器，限流器也可接成固定电阻），分压器的滑动端位置应放在输出为零的位置。3.正确辨认二极管的正、负极，接入电路中正、负极不得接错。4.正确选择电源电压的大小，使分压器的调节不致过于灵敏。例如测量正向特性时，打算电流最大测到10mA，电源电压最好调到当滑线变阻器放在最大输出位置时正好正向电流为10mA左右。5.正确改变电压，使实验点在曲线上大致呈均匀分布。例如测硅二极管的正向特性时，使00.6V一段可取电压等间隔改变，而从0.60.8V一段则可取电流（110 mA）等间隔改变。6.注意勿使电流超过二极管的最大正向电流，严防短路（二极管正向接入一定要有限流电阻）。7.电表读数要主要有效数字,
