《电子电路与系统基础实验》2023年第一次实验。
实验题目：仪器使用及常用基本电量的测量。
班级：无36
学号：2013011178
姓名：马昊宇。
日期：2014-5-3
一、实验目的。
1．掌握二极管和稳压二极管的特性、掌握二极管的基本应用；
2. 加深对二极管非线性特性的理解；
3．掌握判断二极管好坏和极性的方法；
4．进一步巩固常用电子仪器仪表的使用技能。
二、电路图及其说明。
1．用数字万用表判断二极管的好坏和极性。
记录二极管正负极的标识特点，并记录其正向压降值。
2．二极管的开关应用——整流。
1) 分别用示波器的两个通道同时观测并记录电路的输入端及。
输出端的波形。
2) 测量并记录输出信号的平均值uo。
3) 在图(a)的基础上加入电容c，即按图(b)连接电路，分别用。
示波器的两个通道同时观测并记录电路的输入端及输出端的波。
形，测量此时输出信号的平均值u o。
3．研究二极管的非线性特性——测量二极管的静态电阻和动态电阻。
1）二极管的直流电流idq=1ma
测量并记录此时二极管两端的直流压降vdq，计算得到二极管的静态电阻r d。再将vs加入，用示波器测量并记录二极管两端的交流电压峰峰值vd，计算得到二极管的动态电阻rd。
2）二极管的直流电流idq=2ma
同1) 通过测量和计算得到二极管此时的静态电阻rd和动态电阻rd。
4.二极管稳压。
1) 设计并选择限流电阻r
选定r后，记录r的阻值。
2) 设定并测量直流工作点q
测量直流工作点q，即：测量此时dz两端的电压（vdq），并计算得到流过dz的电流（idq）。
3) 测量该稳压电路的电压调整率s
分别测量并记录vin为10v和（10v+10%）时的输出电压vout的值，通过计算得到该稳压电路的电压调整率s。
4) 测量该稳压电路的负载特性。
通过描点法画出该稳压电路的负载特性曲线。
三、预习。1.用数字万用表判断二极管的好坏和极性。
2.二极管的开关应用——整流。
3．研究二极管的非线性特性：测量二极管的静态电阻和动态电阻。
4.二极管稳压。
1) 设计并选择限流电阻r
r=100ω
2) 设定并测量直流工作点q
3) 测量该稳压电路的电压调整率s
4) 测量该稳压电路的负载特性。
1k10k
100k510k
1mvo(v)
四、 实验数据。
五、实验数据整理与分析。
1.用数字万用表判断二极管的好坏和极性。
2.二极管的开关应用——整流。
3．研究二极管的非线性特性——测量二极管的静态电阻和动态电阻。
4.二极管稳压。
1234561k
10k 100k 510k 1m
vo(v)折线图 2
六、 实验总结。
1.总结二极管半波整流原理，分析半波整流后实测的输出电压平均值与理论值之间的误差大小及其产生的原因。
设变压器二次绕组的交流电压u2= u2sinωt，式中，u2为二次电压有效值。u2为正弦信号。
1)正半周u2瞬时极性a(+)b(-)vd 正偏导通，二极管和负载上有电流流过。若向压降uf 忽略不计，则uo=u2。 (2)负半周u2瞬时极性a(-)b(+)vd 反偏截止，if≈0，ud=u2。
产生原因：
1.输入电压的峰值误差；
2.二极管本身并非线性原件，而在计算时把二极管当成线性原件进行的计算；
3.经过二极管后存在电压降，使输出电压比理想整流结果小。
2.总结二极管非线性的具体表现特性。
二极管的电压和电流的关系不是一条直线。具体来说，二极管的伏安特性曲线不是一条直线，而是大致有三个分区：恒流导通，反偏截止，反向击穿。
而在各自的分区内，伏安特性曲线也不是严格的直线，而是平滑的曲线，故从特性曲线可以直观的看到二极管的非线性。
在“研究二极管的非线性特性——测量二极管的静态电阻和动态电阻”实验中，二极管具有动态电阻和静态电阻，动态电阻的数值和输入电压也并非线性关系。
电子电路与系统基础实验》 2023年第一次实验。
11 / 11 3.总结二极管稳压电路的稳压原理和选择限流电阻的一般原则。 从稳压二极管的特性可知，若能使稳压管始终工作在它的稳压区内，则v o 基本稳定在v z 左右。
当电网电压升高时，若要保持输出电压不变，则电阻器r 上。
的压降应增大，即流过r 的电流增大。这增大的电流由齐纳二极管容纳，假设工作点由b 点移到c
点，由特性曲线可知v o ≈v z 基本保持不变。若齐纳二级管稳压。
电路负载电阻变小时，要保持输出电压不变，负载电流要变大。v i 保持不变，则流过电阻r 的电流不变。负载增大的电流由稳压管调节出来，它的工作点将由b 点移到a 点。
因此可认为齐纳二极管是调节流过自身的电流大小（端电压基本不变）来满足负载电流的改变，并和限流电阻r 配合将电流的变化转化为电压的变化以适应电网电压的变化。
选择合适的限流电阻满足：当输入的电压在所要求的一定范围内变化时，负载电阻从较小增大到正无穷时，输出电压基本维持不变。同时，限流电阻也是对电路的一种保护，避免原件被大电流烧坏。
七、 思考题解答。
对二极管施加正向偏置电压时，则二极管中就有正向电流通过，随着正向偏置电压的增加，开始时，电流随电压变化很缓慢，而当正向偏置电压增至接近二极管导通电压时，电流急剧增加，二极管导通后，电压的少许变化，电流的变化都很大。
交流小信号与直流电压相比很小，二极管处于导通区，电阻较小，而左端的r1有5.1k ω，相比较大，所以绝大多数电流都流入二极管。
对我们实验本身分析：在计算中我们使用了大量的近似结果，例如用直流分析确定工作点，导致工作点本身就不准确；用近似模型代替二极管；将电容看做直流短路等等。这些近似带来了较大的误差。
此外，实验中电阻并不准确，而输出的信号可能会相互干扰，也导致了了实验误差。 4.
齐纳二极管在反向击穿区工作。使用二极管反向击穿区的近似模型，无论输入电流多大，由于齐纳二极管的作用，二极管两端电压，即v o 只会在较小范围内波动。
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