1、用 示 波 法 显 示 稳 压 二 极 管 伏 安 特 性 曲 线实 验 者 同 组 实 验 者 ： A08 电 气 一 班 080402116 A08 电 气 一 班 080402117【 引 言 】 ： 用 示 波 器 的 X-Y 方 式 显 示 稳 压 二 极 管 的 伏 安 特 性 曲 线【 摘 要 】 ： 利 用 负 载 电 阻 对 稳 压 二 极 管 电 流 特 性 的 模 拟 ， 通 过 双 综 示 波 器 的 调 节 ， 使能 在 示 波 器 屏 幕 上 直 接 读 出 稳 压 二 极 管 的 伏 安 特 性 曲 线 ， 得 出 稳 压 二 极 管 是 一 种 用于稳定电压，且
2、工作在反向击穿状态下的二极管。【 关 键 字 】 ： 稳 压 二 极 管 示 波 器 伏 安 特 性 曲 线【 实 验 原 理 】 ：稳 压 二 极 管 又 称 齐 纳 管 ， 是一 种 用 特 殊 工 艺 制 造 的 面 结 型 硅 半导 体 二 极 管 。 稳 压 二 级 管 具 有 单 向导 电 性 ， 其 稳 压 作 用 在 于 电 流 增 量I 很 大 ， 只 引 起 很 小 的 电 压 变 化 V,伏安 特 性 曲 线 愈 陡 ， 动 态 电 阻 r 愈小 ， 稳 压 管 的 稳 定 性 能 愈 好 。 稳 压二 级 管 两 端 加 正 向 电 压 时 （ 电 压 值小 于 门 坎
3、 电 压 ） ， 正 向 电 流 几 乎 为零 ， 稳 压 二 级 管 呈 现 出 一 个 大 电 阻 ， 一 旦 超 过 门 坎 电 压 ， 稳 压 管 导 通 ， 内 电 场 大 为削 弱 ， 电 流 因 而 迅 速 增 大 ； 若 稳 压 二 级 管 加 反 向 电 压 时 ， 电 流 很 小 ， 当 反 向 电 压 加到 某 一 定 值 时 ， 反 向 电 流 激 增 ， 产 生 反 向 击 穿 ， 击 穿 电 压 即 为 稳 压 二 级 管 的 稳 定 电压 。如 上 图 ， 在 电 源 端 输 入 信 号 ， 负 载 R1 为 限 流 电 阻 ， 它 的 作 用 是 使 电 路 有
4、 一 个 合适 的 工 作 状 态 ， 并 限 定 电 路 的 工 作 电 流 。 XE 两 端 测 得 的 是 稳 压 管 D 两 端 的 电 压 ，YE 两 端 测 得 的 是 R2 两 端 的 电 压 ， 电 阻 R2 两 端 的 电 压 与 流 经 稳 压 二 极 管 的 电 流 强 度 成正 比 。 故 将 稳 压 二 极 管 的 电 压 U 加 到 示 波 器 的 “X 轴 输 入 ”端 ， 将 稳 压 二 极 管 的 电流 转 化 为 电 压 后 加 到 示 波 器 的 “Y 轴 输 入 ”端 ， 从 而 在 示 波 器 屏 上 得 到 伏 安 特 性 曲 线图 象 。【 测 试
5、 方 案 】1.主 要 仪 器 ：GOS-6021 型 双 踪 示 波 器 EE1410 型 数 字 合 成 函 数 信 号 发 生 器 稳 压 二 极 管 ZX21型 变 阻 箱 两 个 ， 导 线 若 干二 .实 验 步 骤1、 如 图 a 接 好 实 验 电 路 ， 并 做 好 检 查 。2、 打 开 信 号 源 和 示 波 器 ， 按 下 信 号 发 生 器 频 率 按 钮 ， 从 键 盘 输 入 频 率 f 约 为50Hz， 按 下 信 号 发 生 器 幅 度 按 钮 ， 调 节 峰 峰 值 VPP 为 在 1020V。3、 示 波 器 打 到 X Y 档 ， 调 节 CH1 通 道
6、 及 CH2 通 道 的 增 益 旋 钮 及 位 移 旋 钮 ， 得到 稳 定 清 晰 的 伏 安 特 性 曲 线 。4、 调 节 R1、 R2 使 曲 线 大 小 适 中 ， 确 保 限 流 电 阻 不 要 太 小 ， 以 免 烧 坏 二 极 管 。 5、 记 录 R1、 R2 的 阻 值 ， 以 及 信 号 发 生 器 上 的 输 出 频 率 和 输 出 电 压 。6、 描 绘 输 出 曲 线 。7、 由 实 验 原 理 得 知 ， 二 极 管 正 向 死 去 电 压 约 为 0.5V， 以 及 示 波 器 上 显 示 的 X轴 偏 转 因 数 ， 以 及 X 方 向 死 区 与 击 穿
7、电 压 的 距 离 ， 读 出 稳 压 管 的 击 穿 电 压 。实 验 数 据 ：R1（ ）R2（ ） 输 出 频 率f（ Hz） 输 出 电 压 Vp-p（ V）37000 6600 50 10.0稳 压 二 极 管 伏 安 特 性 曲 线击 穿 电 压 约 为 1.6V实 验 分 析 ： 1.当 稳 压 管 工 作 在 反 向 击 穿 条 件 下 ， 经 过 稳 压 二 极 管 的 电 流 增 量 较 大 时 ， 稳 压管 两 端 的 电 压 的 变 化 却 很 小 。 也 就 是 说 当 输 入 电 压 发 生 比 较 大 的 变 化 时 ， 稳 压 管 两 端的 电 压 不 会 产
8、生 明 显 变 化 ， 达 到 了 稳 定 电 压 的 目 的 。2.示 波 器 之 所 以 能 显 示 二 极 管 的 正 反 向 特 性 曲 线 ， 是 因 为 二 极 管 两 端 的 电 流 可 以 表示 为 R2 两 端 的 电 压 与 阻 值 之 比 ， 由 于 电 阻 是 定 值 ， 所 以 二 极 管 两 端 的 电 流 与 R2 两端 的 电 压 成 正 比 ， 故 可 以 通 过 稳 压 管 与 电 阻 R2 两 端 的 电 压 来 模 拟 稳 压 管 伏 安 特 性 曲线 ， 而 且 给 的 信 号 是 正 弦 交 流 电 ， 所 以 可 以 同 时 得 出 稳 压 管 正
9、 反 向 特 性 ， 实 验 结 果也 符 合 稳 压 二 极 管 正 向 特 征 曲 线 在 第 一 象 限 ， 反 向 特 征 曲 线 在 第 三 象 限 。 该 实 验 突 出显 示 了 稳 压 二 极 管 的 单 向 导 电 特 性 的 某 一 方 面 的 应 用 ， 且 用 示 波 器 显 示 二 极 管 的 伏安 特 性 比 用 伏 安 法 测 二 极 管 的 伏 安 特 性 简 单 的 多 。3.在实验调试过程中，发现调大 R2 的阻值，观察到图线倾角变小；减小 R2 的阻值，观察到图线倾角变大，图线变陡，更接近真正的二极管的伏安特性曲线。示波器中 X 方向上测得的应该是 R2
10、和二极管上的电压和，存在误差，但 R2 上的电压非常的小。所以近似为二极管上的电压。所以 R2 越小越准确。注 意 事 项 :1、 R1 为 限 流 电 阻 ， 用 以 防 止 通 过 二 极 管 的 电 流 过 大 造 成 损 失 ， 一 般 将 它 先 调 到10k 左 右 。2、 若 使 用 的 晶 体 二 极 管 的 功 率 很 小 ， 观 察 时 选 用 的 限 流 电 阻 R 的 值 要 大 些 ，并 在 调 节 滑 动 变 阻 器 的 滑 片 时 勿 使 脉 动 电 压 过 大 ， 以 免 损 坏 二 极 管 。3、 将 二 极 管 在 测 试 电 路 中 反 接 ， 即 上 端 为 负 极 下 端 为 正 极 ， 屏 上 显 示 出 二 极 管 的反 向 特 性 曲 线 。 但 由 于 一 般 二 极 管 的 反 向 工 作 电 压 在 数 十 伏 乃 至 数 百 伏 以 上 ，反 向 击 穿 电 压 还 要 更 高 ， 因 此 反 向 特 性 曲 线 的 弯 曲 部 分 较 难 观 测 。参 考 文 献 ： 电 子 技 术 基 础 模 拟 部 分 （ 第 五 版 ）
