测半导体二极管 电压的电流表,电压表的误差

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-04-10 06:44 标签： 电流表电压表读数
图1－10锗二极管伏安特性图1－11硅二极管伏安；三、实验设计；图1-12二极管反向特性测试电路图1-13二极管；1、反向特性测试电路；二极管的反向电阻值很大，采用电流表内接测试电路可；2、正向特性测试电路；二极管在正向导道时，呈现的电阻值较小，拟采用电流；见表1-7、1-8；注意：实验时二极管正向电流不得超过20mA；1、二极管反向电阻和正向电阻差异如此大
图1－10锗二极管伏安特性
图1－11硅二极管伏安特性
三、实验设计
图1-12 二极管反向特性测试电路
图1-13 二极管正向特性测试电路
1、反向特性测试电路
二极管的反向电阻值很大，采用电流表内接测试电路可以减少测量误差。测试电路如图1-12，电阻选择510Ω
2、正向特性测试电路
二极管在正向导道时，呈现的电阻值较小，拟采用电流表外接测试电路。电源电压在0～10V内调节，变阻器开始设置510Ω，调节电源电压，以得到所需电流值。 四、数据记录
见表1-7、1-8
注意： 实验时二极管正向电流不得超过20mA。 五、实验讨论
1、二极管反向电阻和正向电阻差异如此大，其物理原理是什么？ 2、在制定表1－8时，考虑到二极管正向特性严重非线性，电阻值变化范围很大，在表1－8中加一项“电阻修正值”栏，与电阻直算值比较，讨论其误差产生过程。
稳压二极管反向伏安特性实验
一、实验目的
通过稳压二极管反向伏安特性非线性的强烈反差，进一步熟悉掌握电子元件伏安特性的测试技巧；通过本实验，掌握二端式稳压二极管的使用方法。 二、稳压二极管伏安特性描述
2CW56属硅半导体稳压二极管，其正向伏安特性类似于1N4007型二极管，其反向特性变化甚大。当2CW56二端电压反向偏置，其电阻值很大，反向电流极小，据手册资料称其值≤0.5??。随着反向偏置电压的进一步增加，大约到7－8.8V时，出现了反向击穿(有意掺杂而成)，产生雪崩效应，其电流迅速增加，电压稍许变化，将引起电流巨大变化。只要在线路中，对D雪崩‖产生的电流进行有效的限流措施，其电流有小许一些变化，
二极管二端电压仍然是稳定的(变化很小)。这就是稳压二极管的使用基础，其应用电路见图1-14。
图中，E―供电电源，如果二极管稳压值为7～8.8V，则要求E为10V左右；R―限流电阻，2CW56，工作电流选择8mA，考虑负载电流2 mA，通过R的电流为10 mA，计算R值： R=
图1-14稳压二极管应用电路
C―电解电容，对稳压二极管产生的噪声进行平滑滤波。 UZ―稳压输出电压。 三、实验设计
1、2CW56反向偏置0～7V左右时阻抗很大，拟采用电流表内接测试电路为宜；反向偏置电压进入击穿段，稳压二极管内阻较小(估计为R=8/0.008=1K?)，这时拟采用电流表外接测试电路。结合图1-14，测试电路图见图1-15。
2、实验过程
图1-15 稳压二极管反向伏安特性测试电路 电源电压调至零，按图1-15接线，开始按电流表内接法，将电压表＋端接于电流表＋端；变阻器旋到1000Ω后，慢慢地增加电源电压，记下电压表对应数据。
当观察到电流开始增加，并有迅速加快表现时，说明2CW56已开始进入反向击穿过程，这时将电流表改为外接式，按表1-9继续慢慢地将电源电压增加至10V。为了继续增加2CW56工作电流，可以逐步地减少变阻器电阻，为了得到整数电流值，可以辅助微调电源电压。 四、实验记录
将上述数据在坐标纸上画出2CW56伏安曲线，参考图见1-16。有条件时，在老师指导下，利用计算机作
2CW56伏安曲线参考图
五、思考题
1、在测试稳压二极管反向伏安特性时，为什么会分二段分别采用电流表内接电路和外接电路？
2、稳压二极管的限流电阻值如何确定？(提示：根据要求的稳压二极管动态内阻确定工作电流，由工作电流再计算限流电阻大小)
3、选择工作电流为8mA，供电电压10V时，限流电阻大小是多少？供电电压为12V时，限流电阻又多大？
电表内接和外接对测量元件伏安特性的影响
当电流表内阻为0，电压表内阻无穷大时，下述两种测试电路都不会带来附加测量误差。
图1-17 电流表外接测量电路
图1-18 电流表内接测量电路
被测电阻R?
公式计算电阻器电阻值，必然带来附加测量误差。为了减少这种附加误差，测量电路可以粗I
实际的电流表具有一定的内阻，记为RI；电压表也具有一定的内阻，记为RU因为RI和RU的存在，如果简单地用R?
略地按下述办法选择：
A、当RU&&R，RI和R相差不大时，宜选用电流表外接电路，此时R为估计值； B、当R&&RI，RU和R相差不大时，宜选用电流表内接电路，
C、当R&&RI，RU&&R时，必须先用电流表内接和外接电路作测试而定。
方法如下：先按电流表外接电路接好测试电路，调节直流稳压电源电压，使两表指针都指向较大的位置，保持电源电压不变，记下两表值为U1，I1；将电路改成电流表内接式测量电路，记下两表值为U2，I2。
将U1，U2和I1，I2 比较，如果电压值变化不大，而I2较I1有显著的减少，说明R是高值电阻。此时选择电流表内接式测试电路为好；反之电流值变化不大，而U2较U1有显著的减少，说明R为低值电阻，此时选择电流表外接测试电路为好。
当电压值和电流值均变化不大，此时两种测试电路均可选择(思考：什么情况下会出现如此情况？) 在实际应用中，为了更加简便判断，也可以这样判断：
比较lg(R/RI)和lg(RU/R)的大小，比较时R取粗测值或已知的约值。如果前者大则选电流表内接法，后者大则选择电流表外接法
如果要得到测量准确值，就必须按下1－8， 1－9两式，予以修正。
即电流表内接测量时，R?
(1-8) I1I1
?电流表外接测量时，?
上两式中：R―被测电阻阻值，Ω；
U―电压表读数值，V；
I―电流表读数值，A；
RI―电流表内阻值，Ω；
RU―电压表内阻值，Ω。
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