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080402116A08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。【测试方案】一.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10~20V。3、示波器打到X－Y档，调节CH1通道及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方向死区与击穿电压的距离，读出稳压管的击穿电压。[实验数据]：R1（Ω）R2（Ω）输出频率f（Hz）输出电压Vp-p（V）3700066005010.0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10kΩ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）》