實(shí)驗(yàn)4-5電子元件伏安特性的測(cè)定當(dāng)一個(gè)元件兩端加上電壓時(shí)，元件內(nèi)就會(huì)有電流通過(guò)，電壓與電流之比，就是該元件的電阻。將一個(gè)元件的電流隨電壓變化的情況在圖上畫(huà)出來(lái)，得到的就是該元件的伏安特性曲線。若元件的伏安特性曲線呈直線，則它的電阻為常數(shù)，我們稱(chēng)其為線性電阻；若呈曲線，即它的電阻是變化的，則稱(chēng)其為非線性電阻。非線性電阻伏安特性所反映出來(lái)的規(guī)律總是與一定的物理過(guò)程相聯(lián)系的。利用非線性元件的特性可以研制各種新型的傳感器、換能器，在溫度、壓力、光強(qiáng)等物理量的檢測(cè)和自動(dòng)控制方面都有廣泛的應(yīng)用。對(duì)非線性電阻特性及規(guī)律的研究，有助于加深對(duì)有關(guān)物理過(guò)程、物理規(guī)律及其應(yīng)用的理解和認(rèn)識(shí)。【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹苛私庀到y(tǒng)誤差的來(lái)源及其對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。初步掌握對(duì)一些簡(jiǎn)單系統(tǒng)誤差的清除和修正方法。掌握補(bǔ)償法測(cè)電壓的原理及方法。測(cè)繪半導(dǎo)體二極管的伏安特性曲線。【實(shí)驗(yàn)器材】直流穩(wěn)壓電源（30V、2A）、伏特表、微安表、靈敏電流計(jì)、電阻箱、滑線式變阻器、開(kāi)關(guān)、半導(dǎo)體二極管。【實(shí)驗(yàn)原理】一、電學(xué)元件的伏安特性當(dāng)改變某一電學(xué)元件的兩端直流電壓時(shí)，其電流一般也隨之改變，電壓和電流存在著一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，一般以電壓為橫坐標(biāo)和電流為縱坐標(biāo)作出元件的電壓一電流關(guān)系曲線，稱(chēng)為該元件的伏安特性曲線。如果元件的伏安特性曲線為一直線，說(shuō)明該元件的電阻值不隨電壓變化而變化，這種元件稱(chēng)為線性元件，如碳膜電阻、金屬膜電阻、線繞電阻等，此直線斜率的倒數(shù)就是其電阻值，如圖4-5-1所示。我們通過(guò)測(cè)出線性電阻的伏安特性曲線來(lái)得到其阻值，這種測(cè)電阻的方法叫做伏安法。至于半導(dǎo)體二極管等元件，其伏安特性曲線為曲線，如圖4-5-2所示，稱(chēng)為非線性元件。圖4-5-1線性電阻特性曲線圖4-5-1線性電阻特性曲線二、用伏安法測(cè)線性元件的電阻在測(cè)量電阻A的伏安特性的線路中，常有兩種不同的聯(lián)接方法，內(nèi)接法和外接法，如圖4-5-3所示。如果電流表和電壓表都是理想的，即電流表內(nèi)阻RA=0，電壓表內(nèi)阻

RV-8，這兩種聯(lián)接方法沒(méi)有任何區(qū)別。實(shí)際上，電表都不是理想的，電壓表和電流表的內(nèi)阻將對(duì)測(cè)量結(jié)果帶來(lái)明顯的系統(tǒng)誤差。電流表內(nèi)接法如圖4-5-3a所示，電流表所測(cè)的電流I是通過(guò)待測(cè)電阻R的電流，而電壓表所測(cè)的電壓〃而電壓表所測(cè)的電壓〃是加在R和電流表上的電壓之和，因此U=I(R+R)即 "R=U-RA (4-5-1)可見(jiàn)，由內(nèi)接法測(cè)得的電阻U/1要X圖4-5-3伏安法測(cè)電阻電流表的兩種接法a)內(nèi)接法b)外接法A?RxX圖4-5-3伏安法測(cè)電阻電流表的兩種接法a)內(nèi)接法b)外接法A?Rx時(shí)，用內(nèi)接法測(cè)量才比較準(zhǔn)RA2.電流表外接法如圖4-5-3b所示因此2.電流表外接法如圖4-5-3b所示因此電流表所測(cè)的電流I是R和電壓表上的電流之和。XU=IRR/(R+R)(4-5-2)僅當(dāng)R>>Rx時(shí)，(4-5-2)僅當(dāng)R>>Rx時(shí)，I—U/RV可見(jiàn)，由外接法測(cè)得的電阻U/1要比實(shí)際值小。因此，I—U可見(jiàn)，由外接法測(cè)得的電阻U/1要比實(shí)際值小。因此，I—U/Rv用外接法比較準(zhǔn)確。常見(jiàn)的情況是，相對(duì)于待測(cè)電阻R來(lái)說(shuō)，或者電壓表內(nèi)阻Ry很大，或者電流表電阻Ra很小，所以可由R=U/I得到所要求的結(jié)果。 V此匕外，要使測(cè)量的準(zhǔn)確度高，線路參數(shù)的選擇應(yīng)使電表讀數(shù)盡可能接近滿(mǎn)量程。三、用伏安法測(cè)二極管的伏安特性把電壓加到二極管上，若在二極管的正端接高電位，負(fù)端接低電位，稱(chēng)為加正向電壓，此時(shí)電路中有較大電流。隨著正向電壓U的增大，電流I也增大，但電流I和電壓U并不成正比。作出的正向電壓和正向電流的對(duì)應(yīng)關(guān)系的圖線，稱(chēng)為二極管正向伏安特性曲線。若在二極管上加反向電壓時(shí)，電路中的電流很微弱，其電流和電壓也不成正比。作出的反向電壓和反向電流的對(duì)應(yīng)關(guān)系的圖線，稱(chēng)為二極管反向伏安特性曲線。【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】用伏安法測(cè)量線性元件的電阻按圖4-5-3a連接好線路，經(jīng)檢查無(wú)誤后，再接電源。調(diào)節(jié)滑線式變阻器，改變電壓U，則電流I也隨之改變，記錄一系列U值和對(duì)應(yīng)的I值。按圖4-5-3b連接好線路，重復(fù)(1)、(2)步驟的操作。將以上數(shù)據(jù)填入表4-5-1。用伏安法測(cè)量半導(dǎo)體二極管正反向伏安特性(1)正向特性的測(cè)量當(dāng)半導(dǎo)體二極管兩端加正向電壓時(shí)，呈低電阻，故采用電流表外接法，如圖4-5-4a所示，圖中R為保護(hù)電阻。

調(diào)節(jié)滑線式變阻器滑動(dòng)端的位置，使電壓分別為0.1V、0.2V、0.3V、…、1.0V，記錄所對(duì)應(yīng)電流，填入自擬的表格中。圖4-5-4測(cè)量二極管正反向的伏安特性的電路a）正向b）反向調(diào)節(jié)滑線式變阻器使電壓分別為0V圖4-5-4測(cè)量二極管正反向的伏安特性的電路a）正向b）反向調(diào)節(jié)滑線式變阻器使電壓分別為0V、0.5V、1.0V、1.5V、…、4.0V，記錄所對(duì)應(yīng)的電流，填入自擬的表格。【數(shù)據(jù)處理】表4-5-1兩種線路的對(duì)比研究記錄R標(biāo)稱(chēng)值=內(nèi)接U(V)I(mA)外接U(V)I(mA)計(jì)算內(nèi)接（R）1R=(R)1-RAX X A△R/R外接X(jué) X(R