非线性电阻的伏安特性曲线实验

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。

《基础物理实验》实验报告实验：线性和非线性电阻的伏安特性的测量姓名：学号：班级：成绩：合作者：指导教师：日期：2022 年____月____日【注意事项】（在开始实验操作前请仔细阅读以下说明）1．测量时，可调稳压电源的输出电压由0 V缓慢逐渐增加，应时刻注意电压表和电流表的读数，切勿超过规定值。

2．稳压电源输出端切勿碰线短路。

3．测量中，随时注意电流表读数，及时更换电流表量程，勿使仪表超量程。

【预习题】1. 下图分别为纯电阻、白炽灯泡、普通二极管、稳压二极管的伏安特性曲线，请根据伏安特性曲线分析各种电阻有什么特点？答：纯电阻：纯电阻的伏安特性是一条直线，电压与电流成线性关系，电阻数值恒定，为线性电阻。

白炽灯泡：白炽灯泡的伏安特性是关于原点对称的曲线，其斜率由小变大，说明其电阻值由小变到大，白炽灯泡为非线性电阻。

普通二极管：二极管加反向电压时，流过二极管的电流很小，几乎为0，说明电阻非常大，趋于断路；当二极管加正向电压时，刚开始电流变化较小，但电压大于一定值时，电流会随电压的缓慢升高而急剧增大，说明电阻急剧变小，二极管为非线性电阻。

稳压二极管：稳压二极管的正向特性与普通二极管的正向特性相似。

加反向电压时，在某范围内的电压，电流较小；一旦超出一定电压，电流就会突然增加，而稳压二极管上的电压几乎恒定不变。

说明电阻刚开始非常大，随着电压增大，一旦达到一定值时，电阻急剧减小，稳压管为非线性电阻。

2. 电流表内接方式和电流表外接方式分别适用于什么情况？答：电流表内接方式适用于待测电阻值远大于电流表的内阻。

电流表外接方式适用于待测电阻值远小于伏特表的内阻。

【实验目的】1．学习由测量电压、电流求电阻值的方法（伏安法）。

2．通过对二极管伏安特性的测量，了解非线性电学元件的导电特性。

3．学习减少伏安法中系统误差的方法。

【实验仪器】【实验内容与步骤】1．测定线性电阻的伏安特性（1）确定采用外接（内接、外接）法测伏安特性，并按图接线。

第1篇一、实验概述伏安特性实验是电学基础实验之一，旨在通过测量电学元件在电压与电流作用下的关系，绘制出伏安特性曲线，从而分析元件的电阻特性。

本实验采用逐点测试法，对线性电阻、非线性电阻元件的伏安特性进行了测量和绘制。

二、实验目的1. 理解伏安特性曲线的概念，掌握伏安特性曲线的绘制方法。

2. 通过实验验证欧姆定律，了解电阻元件的伏安特性。

3. 分析非线性电阻元件的特性，掌握其应用领域。

三、实验原理1. 伏安特性曲线：在电阻元件两端施加电压，通过电阻元件的电流与电压之间的关系称为伏安特性曲线。

根据伏安特性的不同，电阻元件分为线性电阻和非线性电阻。

2. 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，斜率代表电阻值。

其阻值R为常数，与元件两端的电压U和通过该元件的电流I无关。

3. 非线性电阻：非线性电阻元件的伏安特性曲线不是一条经过坐标原点的直线，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。

四、实验步骤1. 准备实验仪器：直流稳压电源、直流电压表、直流电流表、电阻元件、导线等。

2. 连接实验电路：将电阻元件与直流稳压电源、直流电压表、直流电流表连接成闭合回路。

3. 测量电压与电流：逐步调节直流稳压电源的输出电压，记录对应的电流值。

4. 绘制伏安特性曲线：以电压为横坐标，电流为纵坐标，将实验数据绘制成曲线。

五、实验结果与分析1. 线性电阻伏安特性曲线：实验结果表明，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。

斜率代表电阻值，与实验理论相符。

2. 非线性电阻伏安特性曲线：实验结果表明，非线性电阻元件的伏安特性曲线不是一条经过坐标原点的直线。

在低电压下，电阻值较小，随着电压的增大，电阻值逐渐增大，直至趋于饱和。

这与实验理论相符。

3. 伏安特性曲线的应用：通过伏安特性曲线，可以分析电阻元件在不同电压下的电阻值，从而了解电阻元件的电阻特性。

在工程实践中，伏安特性曲线对于设计电路、选择电阻元件具有重要意义。

非线性元件伏安特性的测量实验报告一、实验目的1、了解非线性元件的伏安特性曲线。

2、掌握测量非线性元件伏安特性的基本方法。

3、学会使用相关仪器，如电压表、电流表、电源等。

4、通过实验数据的处理和分析，加深对非线性元件电学特性的理解。

二、实验原理非线性元件的电阻值不是一个恒定值，而是随着电压或电流的变化而变化。

常见的非线性元件有二极管、三极管、热敏电阻等。

在本次实验中，我们以二极管为例来测量其伏安特性。

当给二极管加上正向电压时，在电压较低时，电流很小，几乎为零。

当电压超过一定值（称为开启电压）后，电流迅速增加。

而当给二极管加上反向电压时，在一定的反向电压范围内，反向电流很小，且基本不随反向电压的变化而变化。

当反向电压超过某一值（称为反向击穿电压）时，反向电流急剧增加。

通过测量二极管在不同电压下的电流值，就可以得到其伏安特性曲线。

三、实验仪器1、直流电源：提供稳定的电压输出。

2、电压表：测量二极管两端的电压。

3、电流表：测量通过二极管的电流。

4、电阻箱：用于调节电路中的电阻值。

5、二极管：实验对象。

6、导线若干：连接电路。

四、实验步骤1、按照电路图连接实验电路，将电源、电阻箱、二极管、电压表和电流表依次连接。

2、调节电阻箱，使电路中的初始电阻较大，以保护电流表和二极管。

3、接通电源，缓慢调节电源的输出电压，从 0 开始逐渐增加。

在每个电压值下，记录电压表和电流表的读数。

4、测量正向伏安特性时，电压逐渐增加到一定值，注意观察电流的变化。

当电流急剧增加时，停止增加电压。

5、测量反向伏安特性时，将电源极性反转，同样从 0 开始逐渐增加反向电压，记录相应的电压和电流值。

6、重复测量多次，以减小误差。

五、实验数据记录与处理｜电压（V）｜正向电流（mA）｜反向电流（μA）｜｜｜｜｜｜ 00 ｜ 00 ｜ 00 ｜｜ 02 ｜ 00 ｜ 00 ｜｜ 04 ｜ 00 ｜ 00 ｜｜ 06 ｜ 10 ｜ 00 ｜｜ 08 ｜ 50 ｜ 00 ｜｜ 10 ｜ 100 ｜ 00 ｜｜ 12 ｜ 200 ｜ 00 ｜｜ 14 ｜ 400 ｜ 00 ｜｜ 16 ｜ 800 ｜ 00 ｜｜ 18 ｜ 1200 ｜ 00 ｜｜ 20 ｜ 1600 ｜ 00 ｜｜ 22 ｜ 2000 ｜ 00 ｜｜－05 ｜ 00 ｜ 00 ｜｜－10 ｜ 00 ｜ 00 ｜｜－15 ｜ 00 ｜ 00 ｜｜－20 ｜ 00 ｜ 00 ｜｜－25 ｜ 00 ｜ 00 ｜｜－30 ｜ 00 ｜ 00 ｜｜－35 ｜ 00 ｜ 00 ｜｜－40 ｜ 00 ｜ 00 ｜根据上述实验数据，以电压为横坐标，电流为纵坐标，分别绘制出二极管的正向伏安特性曲线和反向伏安特性曲线。

实验七线性电阻和非线性电阻的伏安特性曲线电阻是电学中常用的物理量。

利用欧姆定律求导体电阻的方法称为伏安法，它是测量电阻的基本方法之一。

为了研究材料的导电性，通常作出其伏安特性曲线，了解它的电压与电流的关系。

伏安特性曲线是直线的元件称为线性元件，伏安特性曲线不是直线的元件称为非线性元件。

这两种元件的电阻都可用伏安法测量。

但由于测量时电表被引入测量线路，电表内阻必然会影响测量结果，因而应考虑对测量结果进行必要的修正，以减少系统误差。

【实验目的】1．通过对线性电阻伏安特性的测量，学习正确选择和使用伏安法测电阻的两种线路。

2．通过对二极管伏安特性的测量，了解非线性电学元件的导电特性。

3．习按电路图正确地接线，掌握限流电路和分压电路的主要特点。

4．学会用作图法处理实验数据。

【实验仪器】欧姆定律实验盒直流稳压电源滑线变阻器（2个）单刀开关数字电流表数字电压表保护电阻【实验原理】当一个元件两端加上电压，元件内有电流通过时，电压与电流之比称为该元件的电阻。

若一个元件两端的电压与通过它的电流成比例，则伏安特性曲线为一条直线，这类元件称为线性元件。

若元件两端的电压与通过它的电流不成比例，则伏安特性曲线不再是直线，而是一条曲线，这类元件称为非线性元件。

一般金属导体的电阻是线性电阻，它与外加电压的大小和方向无关，其伏安特性是一条直线（见图1），从图上看出，直线通过一、三象限。

它表明，当调换电阻两端电压的极性时，电流也换向，而电阻始终为一定值，等于直线斜率的倒数R =V/I。

常用的半导体二极管是非线性电阻，其电阻值不仅与外加电压的大小有关，而且还与方向有关。

为了了解半导体二极管的导电特性，下面对它的结构和电学性能作一简单介绍。

图1 线性电阻的伏安特性图2 半导体二极管的p-n结和表示符号半导体二极管又叫晶体二极管。

半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间。

如果在纯净的半导体中适当地掺入极微量的杂质，则半导体的导电能力就会有上百万倍的增加。

非线性元件伏安特性实验非线性元件伏安特性的测量【目的要求】1(掌握非线性元件伏安特性的测量方法、基本电路。

2(掌握二极管、稳压二极管、发光二极管的基本特性。

准确测量其正向导通阈值电压。

3(画出以上三种元件的伏安特性曲线。

【实验仪器】非线性元件伏安特性实验仪。

仪器由直流稳压电源、数字电压表、数字电流表、多圈可变电阻器、普通二极管、稳压二极管、发光二极管、钨丝灯泡等组成。

【实验原理】1.伏安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。

这种研究元件电学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。

有些元件伏安特性除了与电压、电流有关，还与某一物理量的变化呈规律性变化，例如温度、光照度、磁场强度等，这就是各种物理量的传感元件，本实验不研究此类变化。

根据欧姆定律，电阻R、电压U、电流I,有如下关系:(1) R,UI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。

但非线性元件的R是一个变量，因此分析它的阻值必须指出其工作电压(或电流)。

非线性元件的电阻有两种方法表示，一种称为静态电阻(或称为直流电阻)，用RD表示;另一种称为动态电阻用rD表示，它等于工作点附近的电压改变量与电流改变量之比。

动态电阻可通过伏安曲线求出，如图1所示，图中Q点的静态电阻RD=UQ/IQ,动态电阻rD=dUQ/dIQ图1动态电阻表示图测量伏安特性时，受电压表、电流表内阻接入影响会引入一定的系统误差，由于数字式电压表内阻很高、数字式电流表内阻很小，在测量低、中值电阻时引入系统误差较小，本实验将其忽略不计。

2.半导体二极管半导体二极管是一种常用的非线性元件,由P型、N型半导体材料制成PN结，经欧姆接触引出电极，封装而成。

线性电阻和非线性电阻的伏安特性曲线【教学目的】1、测绘电阻的伏安特性曲线，学会用图线表示实验结果。

2、了解晶体二极管的单向导电特性。

【教学重点】1、测绘电阻的伏安特性曲线；2、了解二极管的单向导电特性。

【教学难点】非线性电阻的导电性质。

【课程讲授】提问：1.如何测绘伏安特性曲线？2.二极管导电有何特点？一、实验原理常用的晶体二极管是非线性电阻，其电阻值不仅与外加电压的大小有关，而且还与方向有关。

下面对它的结构和电学性能作一简单介绍。

图1线性电阻的伏安特性图2晶体二极管的p-n结和表示符号晶体二级管又叫半导体二极管。

半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间。

如果在纯净的半导体中适当地掺入极微量的杂质，则半导体的导电能力就会有上百万倍的增加。

加到半导体中的杂质可分成两种类型：一种杂质加到半导体中去后，在半导体中会产生许多带负电的电子，这种半导体叫电子型半导体 (也叫n型半导体)；另一种杂质加到半导体中会产生许多缺少电子的空穴(空位)，这种半导体叫空穴型半导体 (也叫p型半导体)。

晶体二极管是由两种具有不同导电性能的n型半导体和p型半导体结合形成的p-n结构成的。

它有正、负两个电极，正极由p型半导体引出，负极由n型半导体引出，如图2(a)所示。

p-n结具有单向导电的特性，常用图2(b)所示的符号表示。

关于p-n结的形成和导电性能可作如下解释。

图3 p-n结的形成和单向导电特性如图3(a)所示，由于p区中空穴的浓度比n区大，空穴便由p区向n区扩散；同样，由于n区的电子浓度比p区大，电子便由p区扩散。

随着扩散的进行，p区空穴减少，出现了一层带负电的粒子区(以Ө表示)；n区的电子减少，出现了一层带正电的粒子区(以⊕表示)。

结果在p型与n型半导体交界面的两侧附近，形成了带正、负电的薄层，称为p-n结。

这个带电薄层内的正、负电荷产生了一个电场，其方向恰好与载流子(电子、空穴)扩散运动的方向相反，使载流子的扩散受到内电场的阻力作用，所以这个带电薄层又称为阻挡层。

实验四 测量非线性元件的伏安特性【目的要求】1.了解常用电学实验仪器的规格和使用，重点掌握学习使用数字万用表；2.学习电学实验操作规程，练习连接电路，重点掌握分压电路；3.学习测量非线性元件的伏安特性，掌握测量方法、基本电路，了解误差估算方法；4.了解二极管的单向导电性以及稳压二极管的特性。

【仪器用具】直流电源（0——15V ，DC/2A ）；电位器（2个：1k Ω、额定功率2W ，100Ω、额定功率2W ）； 电阻箱（2×21旋转式，总电阻：99 999.9Ω，额定功率：0.25W ）； 数字万用表（2块，VICTOR VC9806+）；指针式电流表；电压表； 固定电阻（2个）；稳压二极管；双刀双掷开关；导线若干； 【实验原理】1.测量元件的伏安特性欧姆定律：R=U/I ，静态电阻：R D =U Q /I Q ，动态电阻：R'D =dU/dI 电流表外接法：测得值比实际值偏大。

适用于小电阻R X <V A R R 。

真实VX R U I R 11−= 电流表内接法：测得值比实际值偏小。

适用于大电阻R X >V A R R 。

真实=X R A R IU− 2.半导体二极管单向导电性；反向击穿电压；反向饱和电流。

3.稳压二极管特殊的硅二极管。

在反向击穿电压去，一个很宽的电流区间内，伏安直线陡直，此直线反向与横轴相交于稳压电压U W 【实验内容】 1.伏安法测量电阻待测电阻R 1 ≈50Ω，R 2 ≈1000Ω（1）先用万用表电阻档侧待测电阻，记录测量结果 （2）按下图连接电路，选择电表量程和电源电压。

记录电表量程、分度值、内阻、准确度等级 （3）测6~7组数据，列表记录（4）用作图法求出R X 值修正由电表内阻引起的系统误差。

2.测量稳压二极管的正反向伏安特性（1）连接电路，用数字万用表，选择适当的量程和电源电压。

（2）正反向各测12~15组数据，列表记录正向0~10mA，其中包括U=0.8V的点反向0~20mA，其中包括U=-4.0V，I=-10mA(3)作正反向伏安特性曲线计算U=0.8，-4.0V的静态电阻计算I=-10mA的动态电阻【数据表格】1.伏安法测电阻（1）万用表测的R1=_49._102Ω__电压表、电流表规格量程内阻最小分度精确度等级电流表30mA 4.55Ω0.4mA 1.0电压表 1.5V 1.5kΩ0.02V 1.0伏安法测R1 电阻数据表次数 1 2 3 4 5 6 7U/V 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 I/mA 16.8 18.8 20.9 23.6 25.2 27.6 29.2（2）万用表测R2=__995.12Ω__电压表电流表规格量程内阻最小分度精确度等级电流表 1.5mA 21.5Ω0.02mA 1.0电压表 1.5V 1.5kΩ0.02V 1.0伏安法测R2 电阻数据表次数 1 2 3 4 5 6 7U/V 0.82 0.92 1.02 1.22 1.30 1.43 1.49 I/mA 0.80 0.90 1.00 1.20 1.28 1.40 1.46 2.测量稳压二极管的正反向伏安特性【数据处理及结果】1.伏安法测小电阻的伏安特性曲线0.81.01.21.415202530ILinear Fit of II (m A )U (V)R 1 伏安特性曲线测得'1R =107.2111=slope k Ω=47.4Ω 修正由电表引起的误差：1500/14.47/11111'11−=−=VR RR =48.9Ω修正后的电阻值与万用电表测得的电阻值很接近。

非线性电阻的伏安特性实验报告非线性电阻的伏安特性实验报告引言电阻是电路中常见的基本元件之一，它对电流的流动产生一定的阻碍作用。

根据欧姆定律，电阻的伏安特性是线性的，即电阻值与电流成正比。

然而，在某些特殊情况下，电阻的伏安特性并非线性，这就是非线性电阻。

本实验旨在通过测量非线性电阻的伏安特性曲线，探究其特点和应用。

实验原理非线性电阻是指其电阻值与电流之间呈非线性关系的电阻元件。

一般情况下，非线性电阻的电阻值会随着电流的增大而减小，或者随着电流的增大而增大。

这种非线性关系可以通过绘制伏安特性曲线来展示。

实验步骤1. 准备实验所需材料和设备，包括非线性电阻元件、电流表、电压表和电源等。

2. 搭建电路，将非线性电阻元件连接到电流表和电压表之间，电流表和电压表分别连接到电源的正负极。

3. 逐渐调节电源的电压，记录下电流表和电压表的读数。

4. 根据记录的数据，绘制伏安特性曲线。

实验结果与分析根据实验记录的数据，我们绘制出了非线性电阻的伏安特性曲线。

从曲线可以看出，随着电流的增大，电阻的值呈现出递减的趋势。

这与非线性电阻的特性相符合。

此外，曲线上还存在一些异常点，这可能是由于测量误差或电路中其他因素的影响所致。

非线性电阻的应用非线性电阻在实际应用中具有广泛的用途。

以下是几个常见的应用领域：1. 电子器件：非线性电阻常用于电子器件中，如变阻器、热敏电阻等。

通过调节电阻的值，可以实现对电路的控制和调节。

2. 光电子学：非线性电阻在光电子学中也有重要应用。

例如，光敏电阻的电阻值会随着光照强度的变化而发生变化，从而实现对光信号的检测和测量。

3. 功率控制：非线性电阻可以用于功率控制电路中，通过调节电阻的值来实现对电路功率的调节，保护电路和设备的安全运行。

实验总结通过本次实验，我们了解了非线性电阻的伏安特性及其应用。

非线性电阻的伏安特性曲线呈现出非线性关系，电阻值随电流的变化而变化。

非线性电阻在电子器件、光电子学和功率控制等领域具有广泛的应用前景。

非线性元件伏安特性的测量_实验报告【目的要求】1、学习测量非线性元件的伏安特性，了解进行伏安法测量时两种电表的连接方法和接入误差；2、学习用数字万用电表测量二极管，学习测量二极管的伏安特性；3、了解二极管的单向导电性和稳压二极管的稳压特性；4、了解白炽灯的伏安特性。

【实验原理】1、测量元件的伏安特性给一个电学元件通电，用电压表测出元件两端的电压，用电流表测出通过元件的电流，作出电压—电流的关系曲线，称作该元件的伏安特性曲线，这种研究元件特性的方法叫做伏安法。

2、测量元件特性时的注意事项（1）要了解元件的有关参数、性能及特点，实验中应保证元件安全使用，正常工作。

加在元件上的电压以及通过的电流都应小于其额定数值；（2）选择变阻器电路时应考虑到调节方便，能满足测量范围的要求。

实验中经常采用分压电路，如细调程度不够，可以采用两个变阻器组成二级分压（或制流）细调电路；（3）确定测量范围时，既要保证元件的安全，又要覆盖其正常工作范围，以反映元件特性。

应根据测量范围选定电源电压；（4）合理地选取测量点，可以减小测量值的相对误差。

测量非线性元件时，选择变化较大的物理量作为自变量较为方便，可以等间隔取测量点；在测量值变化时，可适当增加测量点；（5）在正式测量之前，应先对被测元件进行粗测，以大致了解被测元件特性、物理规律及变化范围，然后再逐点测量。

【实验内容】1、用数字万用电表测量二极管；2、用伏安法测量稳压二极管的伏安特性；3、测量二极管的伏安特性曲线；4、数据处理。

【仪器用具】序号仪器名称型号/规格单价(元）备注1伏安特性实验仪DH61022500含直流稳压电源、2个4位半数字电压表、二极管、稳压二极管、白炽灯泡、电阻、导线等。

实验题目：非线性电阻元件伏安特性的研究 201508实验目的：1．掌握用伏安法研究二极管正向伏安特性及钨丝灯伏安特性的方法；2．掌握用最小二乘法（回归法）处理实验数据，得到经验公式的方法。

实验仪器：PASCO 数字实验教学系统、直流电源、电阻箱、滑线变阻器、二极管、小灯泡等 实验原理：1．半导体二极管的伏安特性半导体二极管由一个p-n 结，加上接触电极、引线和封装管壳组成。

常见的二极管有硅二极管和锗二极管。

加到二极管两端的电压与流过其上面的电流的关系曲线，就叫二极管的伏安特性曲线，如图1所示。

由于p-n 结具有单向导电性，故二极管的正反向伏安特性相差很大，二极管的伏安特性可分三部分：①正向特性。

当所加的正向电压很小时，正向电流也很小，只有当正向电压加到某个数值时，电流才开始明显加大，这个外加电压值叫做二极管的阈值电压或开通电压，记作U 0。

通常硅二极管的阈值电压V V U 6.0~5.00=，锗二极管V V U 3.0~2.00=。

阈值电压的确定，一般是在正向特性曲线较直部分画一切线，延长相交于横坐标上一点，该点在横轴上的值就是该二极管的阈值电压。

②反向特性。

当二极管两端加反向电压时，反向电流很小且在一定范围内不随反向电压的增加而增加。

③反向击穿特性。

当反向电压继续增加时，反向电流会突然增大，这种现象称作反向击穿，产生击穿的临界电压称为反向击穿电压。

不同的二极管，反向击穿电压也不同。

一般情况下，二极管反向电压不得超过反向击穿电压，否则会烧坏管子。

（2）钨丝灯的伏安特性 当钨丝灯泡两端施加电压后，钨丝上有电流流过，产生功耗，灯丝温度上升，致使灯泡电阻增加。

因此，通过钨丝灯的电流越大，其温度越高，阻值也越大，其伏安特性如图2中曲线所示。

灯泡不加电压时，称为冷态电阻。

施加额定电压测得的电阻称为热态电阻。

由于正温度系数的关系，冷态电阻小于热态电阻，一般钨丝灯的冷态电阻与热态电阻的阻值可相差几倍至十几倍。

线性与非线性元件伏安特性的测定实验报告线性与非线性元件伏安特性的测定实验报告引言：伏安特性是电子元器件的重要参数之一，它描述了电流与电压之间的关系。

在实际应用中，线性和非线性元件的伏安特性测定对于电路设计和性能评估非常重要。

本实验旨在通过测定不同元件的伏安特性曲线，探究线性和非线性元件的特性及其应用。

实验目的：1. 通过测定线性元件的伏安特性曲线，研究其电阻特性；2. 通过测定非线性元件的伏安特性曲线，研究其电流与电压的非线性关系；3. 探讨线性和非线性元件在电路中的应用。

实验器材：1. 直流电源；2. 电压表和电流表；3. 不同电阻值的电阻器；4. 二极管和晶体管。

实验步骤：1. 线性元件的伏安特性测定：a. 将电阻器连接到直流电源的正负极，并在电路中串联一个电流表，测量电流表的读数；b. 在电路中并联一个电压表，测量电压表的读数；c. 通过改变直流电源的电压，记录不同电压下的电流和电压值；d. 绘制电流与电压之间的伏安特性曲线。

2. 非线性元件的伏安特性测定：a. 将二极管连接到直流电源的正负极，并在电路中串联一个电流表，测量电流表的读数；b. 在电路中并联一个电压表，测量电压表的读数；c. 通过改变直流电源的电压，记录不同电压下的电流和电压值；d. 绘制电流与电压之间的伏安特性曲线。

3. 晶体管的伏安特性测定：a. 将晶体管连接到直流电源的正负极，并在电路中串联一个电流表，测量电流表的读数；b. 在电路中并联一个电压表，测量电压表的读数；c. 通过改变直流电源的电压，记录不同电压下的电流和电压值；d. 绘制电流与电压之间的伏安特性曲线。

实验结果与分析：通过实验测定得到的伏安特性曲线可以清晰地反映出线性和非线性元件的特性。

在线性元件的伏安特性曲线中，电流与电压成正比，呈线性关系。

而在非线性元件的伏安特性曲线中，电流与电压之间存在非线性关系，通常表现为一个阈值电压，当电压小于该值时，电流几乎为零；当电压大于该值时，电流迅速增加。

实验六非线性伏安特性曲线的研究一、实验目的1. 掌握非线性元件的基本特性2. 学习并掌握二极管、稳压二极管的特性及应用3. 学习使用数字万用表与模拟万用表进行电路测试二、实验仪器数字万用表、模拟万用表、双踪示波器、直流电源、稳压电源、干电池、二极管、稳压二极管、电阻器、半导体二极管特性试验板。

三、实验步骤1. 对于一个二极管，连接一个三级的线性电路，设置恒流源，并连接一个数字万用表测量电压沿着源和负载电阻的变化，然后将数据绘制在电容电路上的U-I曲线。

增加负载电阻的阻值，绘制更多的点，然后分析和绘制反向特性曲线。

2. 将恒流源与单稳压二极管特性试验板连接，此时的数据为平均输出功率与稳定电压之间的变化，绘制到输出功率与稳定电压之间的曲线中。

3. 为单个稳压电阻连接定电源，测试数据来绘制器件的特性曲线，然后在负载线路中，计算出绘图的值。

4. 对于一个稳压二极管连接一个电路中，测量电流随着电压的变化，从而得到稳压二极管的Zener特性曲线。

四、实验结果与分析1. 实验第一部分得到的二极管的I-V特性曲线可以用于设计电路，特别是在微波和高速数字电路中。

2. 稳压二极管的特点是在一定电压范围内可维持相对稳定的电压值，因此可以被用于稳压电源，防止诸如过流和过电压等情况下对其他元件造成损害。

3. 由于稳压二极管具有稳压功能，因此可以被用于电子系统中，例如用于抵消噪声，或在输出中稳定地维持电压水平。

五、实验总结本实验通过研究非线性伏安特性曲线，主要了解了二极管、稳压二极管的特性及应用，同时也学会了使用数字万用表与模拟万用表进行电路测试，更好地了解电子元件的工作原理与应用。

线性电阻和非线性电阻的伏安特性曲线一、实验原理当一个元件两端加上电压，元件内有电流通过时，电压与电流之比称为该元件的电阻。

若一个元件两端的电压与通过它的电流成比例，则伏安特性曲线为一条直线，该类元件称为线性元件。

若元件两端的电压与通过它的电流不成比例，则伏安特性曲线不再是直线，而是一条曲线，这类元件称为非线性元件。

一般金属导体的电阻是线性电阻，它与外加电压的大小和方向无关，其伏安特性是一条直线(见图1)。

从图上看出，直线通过一、三象限。

它表明，当调换电阻两端电压的极性时，电流也换向，而电阻始终为一定值，等于直线斜率的倒数VR。

I常用的晶体二极管是非线性电阻，其电阻值不仅与外加电压的大小有关，而且还与方向有关。

下面对它的结构和电学性能作一简单介绍。

图1线性电阻的伏安特性图2晶体二极管的p-n结和表示符号晶体二级管又叫半导体二极管。

半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间。

如果在纯净的半导体中适当地掺入极微量的杂质，则半导体的导电能力就会有上百万倍的增加。

加到半导体中的杂质可分成两种类型：一种杂质加到半导体中去后，在半导体中会产生许多带负电的电子，这种半导体叫电子型半导体 (也叫n型半导体)；另一种杂质加到半导体中会产生许多缺少电子的空穴(空位)，这种半导体叫空穴型半导体 (也叫p型半导体)。

晶体二极管是由两种具有不同导电性能的n型半导体和p型半导体结合形成的p-n结构成的。

它有正、负两个电极，正极由p型半导体引出，负极由n型半导体引出，如图2(a)所示。

p-n结具有单向导电的特性，常用图2(b)所示的符号表示。

关于p-n结的形成和导电性能可作如下解释。

图3 p-n结的形成和单向导电特性如图3(a)所示，由于p区中空穴的浓度比n区大，空穴便由p区向n区扩散；同样，由于n区的电子浓度比p区大，电子便由p区扩散。

随着扩散的进行，p区空穴减少，出现了一层带负电的粒子区(以Ө表示)；n区的电子减少，出现了一层带正电的粒子区(以⊕表示)。

实验七非线性元件特性曲线的测定及曲线绘制一、实验目的1、学习非线性电阻元件伏-安特性曲线的测试方法。

2、掌握绘制曲线的方法。

二、实验任务1）晶体二极管（型号）i.首先用万用表R×1K欧姆档判定二极管极性并记下等效正向电阻和等效反向电阻。

ii.按图2-7-4中K位于2时的接法测试其正向伏安特性，其中W改为1KΩ电位器再串接1KΩ固定电阻图2-7-42）隧道二极管（型号）仍按1）所示接法接线。

在测试其伏安特性时，首先通过观察电流随电压的变化趋势来确定电压的测量范围，然后在这个电压范围内选取几点（特别是在电流峰点和谷点附近的读数选取）进行测量。

实验数据表格自拟。

3）测定白炽灯泡的伏安特性图2-7-5按图2-7-5接线并接通交流电源，根据曲线的性质调整输出至0~240V。

适当安排测量点，比如，直线段测点少；曲率变化较大处，增加测点，建议：（0~80V）5点，（80~150V）10点，（150~240V）5点，自拟表格记录电流表的读数。

注意：测点安排得越多、越合理，测量得到的特性曲线越接近实际情况。

四、实验设备1、电工综合实验台2、线性网络(DG07模块)3、交流电压表、交流毫安表4、数字式万用表五、预习思考及注意事项1、预习被测元件伏-安特性曲线的大致形状以便选取适当读数，针对所要求完成的实验任务设计好记录被测读数的表格。

2、隧道二极管峰点电压u约为几十毫伏，所以测试电路中稳压电源输出电压US应从零值开始缓慢增加，切不要超过0.6V，否则会引起电源骤增而损坏管子3、实验过程中直流稳压电源不能短路，以免损坏设备4、分析影响实验准确度的因素，并设法消除或降低影响。

本实验应采取什么措施来消除或降低仪表的影响，来满足实验精度的要求？5、被测量（电压、电流）的范围有多大？测量数据点如何分布？选用哪些仪表及其量限？六、报告要求1、根据测量数据，在坐标纸上按合适的比例尺绘出各元件的伏-安特性曲线。

2、学习使用计算机软件绘制伏安特性曲线，了解曲线拟合方法。