对电子元件测试实验的几点思考

电阻是导体材料的重要特性。在电学实验中经常要对电阻进行测量。通过一个电阻元件的电流随外加电压的变化关系曲线，称为伏安特性曲线。从伏安特性曲线所遵循的规律，可以得知该电阻元件的导电特性，以便确定它在电路中的作用。

[实验目的]

1.学习常用电磁学仪器仪表的正确使用及简单电路的联接。

2.掌握用伏安法测量电阻的基本方法及其误差的分析。

3.测定线性电阻和非线性电阻的伏安特性。

[实验原理]

测量电阻的方法有多种，伏安法是常用的基本方法之一。所谓伏安法，就是运用欧姆定律，测出电阻两端的电压和其上通过的电流，根据即可求得阻值R。也可运用作图法，做出伏安特性曲线，从曲线上求得电阻的阻值。对有些电阻，其伏安特性曲线为直线，称为线性电阻，如常用的碳膜电阻、线绕电阻、金属膜电阻等。另外，有些元件，伏安特性曲线为曲线，称为非线性电阻元件，如灯泡、晶体二极管、稳压管、热敏电阻等。非线性电阻元件的阻值是不确定的，只有通过作图法才能反映它的特性。

用伏安法测电阻，原理简单，测量方便，但由于电表内阻接入的影响，给测量带来一定系统误差，如图1和图2，分别为电流表内接和电流表外接两种电路。在电流表内接法中，由于电压表测出的电压值V包括了电流表两端的电压，因此，测量值要大于被测电阻的实际值。由

可见，由于电流表内阻不可忽略，故产生一定误差。

在电流表外接法中，由于电流表测出的电流I包括了流过电压表的电流，因此，测量值要小于实际值。由可见，由于电压表内阻不是无穷大，故给测量带来一定的误差。

上述两种联接电路的方法，都给测量带来一定的系统误差，即测量方法误差。为此，必须对测量结果进行修正。其修正值为ΔRx=Rx-R，其中R为测量值，Rx为实际值。

为了减小上述误差，必须根据待测阻值的大小和电表内阻的不同，正确选择测量电路。当Rx>>RmA且RxRmA且Rx

一般安培表内阻在0.1 W以下，毫安表为几欧姆至一、二百欧姆，微安表为几百欧姆至一、二千欧姆。

对同一块电压表，各量程的电阻与相应量程之比为一常量，定义为电压表的每伏欧姆数，常在电压表标度盘上标明，单位为W/V。因而，RV =每伏欧姆数?量程。

经过以上处理，可以减小和消除由于电表接入带来的系统误差，但电表本身的仪器误差仍然存在，它决定于电表的准确度等级和量程，其相对误差为，式中DI和DV为电流表和电压表允许的最大示值误差。

以上的内容书上都有，我就不解释了。下面重点说一下非线性的电子元件的伏安特性曲线的绘制：

首先要想绘制非线性的电子元件的伏案特性曲线就必须要了解各非线性元件的特性，才能选择正确的实验方法，适合的监测电路，得出正确的实验结论。常用的非线性元件有：检波二极管、整流二极管、稳压二极管、发光二极管和光电二极管等。

1.检波和整流二极管

检波二极管和整流二极管都具有单向导电作用，他们的差别在于允许通过电流的大小和使用频率范围的高低。

2.稳压二极管

稳压二极管的特点是反向击穿具有可逆性，反向击穿后，稳压二极管两端的电压保持恒定，这个电压叫稳压二极管的工作电压。

3.发光二极管

发光二极管是由半导体发光材料制成的，与材料的禁带宽度所对应的电压叫发光二极管的开启电压。当加在发光二极管两端的电压小于开启电压时，发光二极管不会发光，其中也没有电流流过。电压一旦超过开启电压，电流急剧上升，二极管处于导通状态并发光，此时电流与电压呈线性关系，直线与电压坐标的交点可以认为是开启电压。

4.光电二极管

光电二极管除了具有一般二极管的特性外，它的PN结装在管子的顶部，可以直接接收光照。无光照时，光电二极管的伏安特性与普通二极管相似；在光照下，构成光电二极管的PN结能产生电动势，称为光生伏特效应。与普通二极管不同，光电二极管通常工作在反向偏置电压状态或无偏压状态。它的伏安特性可用下式表示

（ 2 ）

其中I0是无光照的反向饱和电流，U是二极管的端电压，e为电子电荷，KB为波尔兹曼常数，T是绝对温度，n是理想系数，IL是无偏压状态下光照时的短路电流，它与光照时的光功率成正比。其伏安特性曲线如图三所示，E0～E5表示不同入射光光强。由此可知，光电二极管的伏安特性曲线由二个部分组成：

（1）反偏工作状态，光电流与偏压、负载电阻几乎无关（在很大的动态范围内）；

（2）无偏工作状态，光电二极管的光电流随负载电阻变化很大。

我们可以在实验室中用非线性电阻元件伏安特性的逐点测试法来测试非线性的电子元件的伏安特性曲线，要注意在取点的时候不能均匀的取点，必须在伏安特性变化不大的地方取点比较少，比较疏；而在伏安特性变化比较快的地方就要隔的较近取点。这样便于以后绘制伏安特性曲线。以上就是我要说的内容。