《安伏法》实验报告.docx

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1、实验：安伏法实验报告物理系李劲磊201011141044实验时间2011年4月18日[实验目的]1．学会正确使用直流电表；2．熟悉滑线变阻器在分压电路和限流电路中的用法；3．通过实验了解非线性元件的安伏特性；4．学习实验系统误差的修正方法。[实验仪器]直流电流表，直流电压表，滑线变阻器（2个），直流稳压电源，多用表，开关，红绿蓝三种发光二极管，导线等。[实验原理]1．稳压二极管的正向伏安特性：当所加电压小于二极管的导通电压，电流很小且随电压变化缓慢；当增至接近时，电流变化急剧；二极管导通后，电压变化很小，电流会有很大的变化；2．电流表外接时系统误差

2、的修正：实验中测得Ui和Ii，则UiIi=RRvR+Rv，故R=UiIi·RvRv-UiIi即可修正误差；3．为了便于对电路进行控制，采用二级分压电路，其中R1为细调，R2为粗调；4．发光二极管是一种注入式电发光器件，由Ⅲ～Ⅳ族化合物组成，核心为pn结，给pn结加正向电压时，注入的正向载流子会在pn结附近发生电子和空穴复合，同时以光能和热能的方式释放能量。发光二极管在正向电压较小时，电流极小，不发光；当电压超过正向导通阈值时（UD），正向电流随电压迅速增加，二极管发光。5．估算发光波长发光二极管属于自发辐射发光。对于辐射跃迁所发射的光子，其波长λ与

3、跃迁前后的能量差ΔE有关，满足λ=hcΔE，其中h=4.13×10-15eV·s由于外加正向电压超过UD时，二极管会发光，因此代入ΔE=eUD，可估算其波长。[注]可见光的波长范围：红光为640~780nm；绿光为505~525nm；蓝光为470~505nm。[实验内容及操作步骤]一、测量红绿蓝三种发光二极管正向伏安特性1．先用万用表判断二极管的极性；2．将电压置为6V，其中分压滑线变阻器使用阻值较大的，限流滑动变阻器使用阻值较小的，固定限流电阻置为100Ω，使用外接法，如图连接完整电路；3．缓慢滑动滑片，使电流表示数从0加到20mA，观察电压表的

4、范围，以此选择相应合适的量程；4．缓慢滑动变阻器，记录电流由0到20mA变化过程中所对应的Ui和Ii；5．用万用电表测电流表和电压表的内阻，修正实验系统误差；6．绘制表格及在坐标纸上描绘二极管的伏安特性曲线，在曲线上标出正向导通阈值电压。[实验表格]红色二极管蓝色二极管绿色二极管U/vI/mA修正I/mAU/vI/mA修正I/mAU/vI/mA修正I/mA[预习思考题]1．测量正向安伏特性时，电流表采用外接法还是内接法，分析原因。答：由于二极管开启后电阻只有几欧姆，电压表内阻数千欧姆，电流表内阻也为几欧姆，根据内外接电路的修正方式，分析可知：内接时

5、，Rx=UiIi-RA，那么当Rx≫RA时，RA的影响可以忽略，此时用内接法；外接时，RX=UiIi·RvRv-UiIi，那么当Rx≪RV时，RV的影响可以忽略，此时用外接法；由此可知，待测电阻阻值较大时，选用内接法；待测电阻较小时，选用外接法。于是本实验采用外接法。2．简述发光二极管的工作原理。答：发光二极管由Ga、As、P等化合物制成，核心为pn结，具有单向导电性。当给发光二极管加上一个正向电压时，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在pn结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴结合，产生自发辐射的荧光。