pn结正向压降与温度的关系实验报告是什么?

pn结正向压降与温度的关系实验报告是什么?,第1张

pn结正向压降与温度的关系实验报告是了解PN 结正向压降随温度变化的基本关系,测定PN 结F F V I -特性曲线及玻尔兹曼常数。

实验原理PN 结F F V I -特性及玻尔兹曼常数k 的测量:由半导体物理学中有关PN 结的研究可以得出PN 结的正向电流F I 与正向电压F V 满足以下关系

式中e 为电子电荷量、k为玻尔兹曼常数,T为热力学温度,sI为反向饱和电流,它是一个与PN 结材料禁带宽度及温度等因素有关的系数,是不随电压变化的常数。

由于在常温(300K )下,kT/q=0026,而PN 结的正向压降一般为零点几伏,所以exp kT,eV F ,1上式括号内的第二项可以忽略不计,于是有 kT eV Is I FF exp =2。

正向压降:

正向压降是指在规定的正向电流下,二极管的正向电压降,是二极管能够导通的正向最低电压。

二极管除了具有PN结,还具有半导体材料的体电阻,封装绑定线的电阻及引脚的电阻,由于电阻的分压,随着电流的增大二极管压降也会增大。

这些电阻分量在几百mA至几A的情况下,压降是很明显的,可以认为,在小电流时主要由伏安特性决定压降,而大电流时则主要由体电阻决定压降。

百度百科-正向压降

实验目的:用伏安法测电阻阻值
实验设备:电压表、电流表、未知电阻、导线、电源、开关
实验过程:接电路方法:电源正极-开关-电流表-电阻-电源负极;再把电压表与电阻并联
实验数据处理:多次测量,记录数据,计算出电阻阻值!

实验目的:用多用电表测电阻的阻值 实验器材:多用电表 待测电阻
实验步骤:1观察多用电表的指针是否只在零电流处,若没有,调机械调零旋钮进行调零;
2估测待测电阻的阻值,选取合适的倍率。
3把红黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮,调指针至电阻为0的位置;
4把红黑表笔接到电阻两端,读出示数,乘以倍率即可得待测电阻阻值。
注意事项:1。待测电阻一定要从电路中断开;2若指针偏角过大,要换小倍率;
偏角过大就换小倍率。换过倍率后要先调零再测量。

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问题描述:

要写啊 快回答阿

谢谢了哈

解析:

《物理实验:伏安法测电阻》实验记录表

① 伏安法测电阻实验器材。
② 实验步骤

了解电路元件、实验图电路图,接连电路。

③ 实验内容:

a) 检查准备,接通电路:闭合电路电键。

b) 改变变阻器阻值,读表填数。将滑动变阻器的滑片向左稍微移动一点,将电表的读数(电压值、电流值),分别填入对应的空栏中(电脑上,以及下面的表中):

实验次数 电压(V) 电流 (A) 电阻(Ω) 平均电阻(Ω)

1 。 。 。 。

2 。 。 。

3 。 。 。

c) 确认数据,测得电阻。点击软件中的“确认”按钮,显示电阻值(按照欧姆定律自动计算),填入上表。若读数误差太大,或量程有误,则会在相应的位置显示"读数有误",请重新读表填入。

d) 改变电流,重复实验。将滑动变阻器的滑片分别移向中间和靠左端,重复读表填数。

e) 数据分析总结。当实验进行三次,即分三次输入测得的电压、电流值,并显示电阻值后,软件自动进入"伏安法测电阻实验数据分析"页面。观察分析结果,选定选择题答案。

④ 实验总结。根据实验过程和结果,经小组讨论后,填写下表。其中实验心得应包含:

1、对欧姆定律的认识,

2、实际实验与模拟实验的比较,

3、使用软件模拟的体会。

1、 电路中有哪些电路元件,它们各有什么作用?

2、 实验证明,对一定的导体来说,即在________不变时,流经_______ 电流与加在________ 电压成 比。

3、 为什么每次实验的数据会有差异?

4、 被测电阻的平均阻值有什么实际意义?

5、实验心得:

⑤ 班级交流。本小组参加交流的代表为:

实验简介
电学测量方法具有灵敏度高,响应速度快,便于自动控制与处理等特点。电学测量方法一般直接测量的是电学量,如电阻、电动势、电流、电容、电感等,因此,要用电学测量方法去测非电学量,就必须将非电学量转换成电学量,其转换器件称为传感器。本实验用电阻应变片作为传感器,将微小的形变转换成电阻的变化来测量悬臂梁的主应变。通过本实验了解电阻应变片(传感器)的结构及工作原理,掌握电桥测电阻的方法,理解灵敏度对测量的影响,用电桥测量应变片电阻的微小变化,进而测定悬臂梁的应变。
预习与 *** 作要点
1.电桥测电阻原理
电桥分直流电桥和交流电桥两大类。本实验所用的自搭式单臂电桥亦即惠斯通电桥,主要用于测量1~106W范围内的中值电阻。和伏安法比较,由于其不用电表,避免了电表内阻以及精度不够高等因素造成的误差,因此成为准确测量电阻的常用方法之一。
惠斯通电桥由电源、桥臂、桥路三部分组成,其原理如4-20-1所示,未知电阻Rx与另外三个已知电阻R1、R2、R3构成了电桥的四个桥臂,电桥的一个对角线AC上接直流电源E,而另一对角线BD即桥路接灵敏电流计G。改变R1、R2、R3的阻值,可以改变B、D两点之间的电位差,当R1、R2、R3的阻值被调节成某一组合时,可以使B、D之间的电位差为零,此时电流计的指针就准确地指在零位,电桥处于平衡状态此时有
即有
将两式相比,得到

上式称为电桥平衡条件。
由电桥平衡条件可得
综上所述,利用电桥测量电阻的过程,就是调节R1、R2、R3使电桥达到平衡条件的过程,而平衡与否由电流计来判断。一旦电桥平衡,就可以根据(3-9-3)式,求出待测电阻Rx。
在直流电桥中,R3是标准电阻箱,此臂称为比较臂,而电阻R1、R2的比值可按10的整数次方变化,通常称为电桥的比率。
在用电桥测电阻时,电桥系统的灵敏程度反映了测量的精确程度,对于等臂电桥,常用绝对电桥灵敏度,其定义为
(mm/欧姆)
它表示电桥平衡后,DRx所引起的Dd越大,电桥灵敏度S越高,所得平衡点越精确,测量误差越小。电桥灵敏度不仅与灵敏电流计有关,还与所加电压及各桥臂电阻值的大小和配置有关,灵敏电流计的灵敏度越高,电源电压越大,电桥的灵敏度越高。
2.测量应变
将电阻应变片粘贴在试件的表面,应变片内电阻丝的两端接入测量电路(电桥)。随着试件受力变形,应变片的电阻丝也获得相应的形变使电阻值发生变化。由应变片的工作原理可知,当应变沿应变片的主轴方向时,应变片的电阻变化率和试件(本实验为悬臂梁)的主应变成正比,即
式中K为应变片的灵敏系数(此值由应变片厂家给出);R是未加力时应变片阻值的初始值;DR是加力变形后应变片的电阻变化。所以只要测出应变片阻值的相对变化,便可得出被测试件的应变。本实验用平衡电桥测量应变片电阻的相对变化。实验装置及测量线路如图4-20-2和图4-20-3所示,
将被测试件一端夹持在稳固的基座上,其主体悬空,构成一悬臂梁。在悬臂梁固定端A处贴一应变片,在悬臂梁变形端B处贴一同型号同规格的应变片,在C端挂一砝码托盘以备加载。将A处的应变片作为温度补偿片R1,B处的应变片Rx作为传感器测量应变,用多体电阻箱R2、Ra和微调电阻箱Rb以及R1、Rx组成一电桥,作为微小形变测量电路。当C处加载时,悬臂梁将向下弯曲,B处产生变形,贴在B处的应变片亦发生变形,其电阻值发生变化,此电阻值的变化可通过电桥测量出来,从而测定悬臂梁B处的形变。
3.实验方法
(1)选择合适的电桥灵敏度
通常,在具体的电桥线路中,为保证测量有足够的灵敏度,往往根据比较臂电阻的最小单位步进值来选择合适的电桥灵敏度。所谓合适的电桥灵敏度就是当电桥平衡后,将比较臂电阻改变最小单位步进值时,电流计指针有明显的“动静”。这里所谓“动静”,是指电流计指针偏转小于等于1/2mm,即半格。
通过对电桥灵敏度测量的实验结果表明:当电桥平衡时,若某一桥臂电阻改变了DR,则电桥不再平衡,桥路上有电流通过,电流计偏转了Dd mm。当Dd<10mm时,DR与Dd成线性关系;当Dd>10mm时,DR与Dd不成线性关系。由于电桥灵敏度是在电桥平衡点附近定义的,当用实验的方法通过改变比较臂电阻使电流计偏转小于10mm来测量电桥灵敏度,可以认为是在平衡点附近测量的。考虑到若Dd取值太小,导致读数误差加大,在具体测量时,通常选取DR使Dd =5mm较为合适。
(2)测量温度补偿片的电阻值
在图4-20-3的测量线路中,用多体电阻箱R3替代应变片Rx,并取R3=Ra+Rb=120W(应变片初值),改变滑线变阻器阻值或电源电压,使电桥工作电流不超过40mA,选择合适的电桥灵敏度。调节R2使电桥平衡。此时R2的示值即为温度补偿片的阻值。
(3)测量应变
保持R2不变,去掉电阻箱R3,接入应变片Rx。选择合适的电桥灵敏度,调Ra和Rb使电桥平衡,Ra+Rb的值即为应变片的初始值。然后加一个砝码,由于应变导致应变片阻值变化,电桥失去平衡。调Rb使电桥重新平衡,记下此时的Ra+Rb值,依次将5个砝码加完,此即上行(加砝码)测量。然后取下一个砝码,调电桥平衡,记下相应的Ra+Rb的读数,依次将5个砝码取完,此即下行(减砝码)测量。将上行测量所得数据与同数量砝码时的下行测量数据平均,得到六个数据R0、R1、R2、R3、R4、R5,将以上数据用逐差法处理,即可求出加载1牛顿力时应变片的阻值变化量DR,然后利用相应公式求出应变。
实验仪器
电阻箱三个,微调电阻箱,复射式灵敏电流计,毫安表,滑线变阻器,直流电源,开关,保护电阻开关,阻尼电键,相同质量的砝码五个,水平悬臂梁,应变片,温度补偿片。
分析思考
1为什么在本实验的测量线路中要用温度补偿片?能否用普通电阻代替?在图4-20-3中,将补偿片与电阻箱R2互换,能否测量?
2假设电路中任一条导线断路,试分析调节电桥平衡时,可能出现的现象。
3设计用非平衡电桥测量微小形变的方法。


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