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1.非线性元件伏安特性的研究一．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。二．实验仪器DH6102型伏安特性实验仪三、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。通常硅二极管的阈值电压=0.5V~0.6V，锗二极管=0.2V~0.3V。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。而且由于钨丝灯点亮时温度很高，超过额定电压时会烧断，所以使用时不能超过额定电压。2．用伏安法测量非线性电阻元件的伏安特性对非线性电阻元件伏安特性的研究，一般都是采用伏安法进行测量。实验采用的是内阻很高数字电压表及内阻很小的电流表，而且测量的是低、中值电阻，所以选择电流表外接法的测量电路。二极管及钨丝灯伏安特性的测量电路分别如图3和4所示。四、实验内容1．二极管的正向伏安特性的测量:在0V～0.6V范围内,每隔0.1V读一次电流表，在0.6V～0.8V范围内,每隔0.02V读一次电流表，并将所读数据记入下表中（注意正确记录测量数据的有效数字）。2．测量钨丝灯的伏安特性:由0V开始，每隔1V读一次电流表，直到钨丝灯的额定电压11V，并将所读数据记入下表中。注意事项1．须了解待测元件(二极管、钨丝灯)的规格，使加在它上面的电压和通过的电流均不超过额定值。2.须了解测量时所需其它仪器的规格（如电源、电压表、电流表、滑线变阻器等的规格），也不得超过其量程或使用范围。五．数据处理2.惠斯通电桥一、实验目的1、掌握惠斯登电桥的结构和测量原理。2、学会使用电阻箱自组惠斯登电桥测中值电阻及电桥灵敏度的方法。3、估算仪器误差，计算测量不确定度。二、实验仪器：直流稳压电源、AC5/2型直流指针式检流计（分度值；临界电阻360Ω；内阻44Ω）、ZX21型六旋钮电阻箱（旧式）两个（电阻范围0-99999.9Ω；等级：0.1级；额定功率0.5W）、ZX21型六旋钮电阻箱（新式）一个（电阻范围0-99999.9Ω；等级分档9×（10000，1000，100，10，1，0.1）分别为0.1，0.1，0.5，1，2.5；残余误差mΩ）、47kΩ电位器一粒、滑线变阻器、待测电阻、电位器、换向开关、导线若干。三、实验原理1.惠斯登电桥的平衡条件惠斯登直流电桥也称为单臂直流电桥，是一种直流平衡电桥，其原理电路如图1所示。由图1可见，Rx、R2、R3、R4构成了四个桥臂，BD两点之间接入检流计形成一个通路，称为桥路。当电桥平衡时，=0,桥路没有电流流过，=0.此时有：设I1为电桥平衡时流过ABC路的电流，I2为流过ADC路的电流，那么式（1）可写为：把（2）的两式相处，得：即：式（3）就是惠斯登电桥的平衡条件。式中R2/R3（或R4/R3）称为比率臂，R4（或R2）称为比较臂。调节惠斯登电桥平衡一般可根据待测电阻Rx的大小，选好比...