电桥法精确测二极管特性.docx

1、电桥法精确测二极管特性电桥法精确测二极管特性LT图一（电桥法侧二极管的伏安特性曲线）二、热敏电阻温度计的原理 当RT在某一温度下，将电桥调平衡后。改变RT所处的温度，RT的阻值将发生变化，从而电桥失去平衡，这时检流计的示数将是RT 处温度增量的函数。如果测出检流计的示数与 RT 温度的关系，就可利用此非平衡电桥去测量 处未知温度之值，此既是热敏电阻温度计的原理。图二（热敏电阻温度计的原理）E为直流电源，K1为工作开关（N调零，M校正，P测量），RT为热敏电阻，G为微安表，KG为检流计开关，KE为电源开关。若此温度计的测量范围为t1-t2(c)，则电阻RN的阻值等于RT在t1时之值，RM等于RT

2、在t2时之值。RN,RM用于校正温度计。三、半导体热敏电阻的特性的研究 热敏电阻是阻值对温度变化非常敏感的一种半导体电阻，它具有许多独特的优点，如能测出温度的微小变化，能长期工作，体积小，结构简单等。它在自动化，遥控，无线电技术，测温技术等方面都有广泛的应用。热敏电阻的基本特性是温度特性。在半导体中原子核对价电子的要比金属中的大，因而自由载流子数较少，故半导体的电阻率较高而金属的电阻率低，由于半导体中载流子数目是随着温度升高而按指数激烈地增加，载流子的数目越多，导电能力越强，电阻率就越小，因而热敏电阻随着温度升高它的电阻率将按指数规律迅速减小。这和金属中自由电子恰好相反，金属的电阻率是随温度上

3、升而缓慢增大的。图6-1是热敏电阻和金属铂电阻随温度而变化的特性曲线。由实验可知，当温度有0变到300时，金属铂的电阻值总共变化一倍，而一般的热敏电阻值变化可达1000倍左右，所以半导体的电阻温度系数远远大于金属。实验表明，在一定的温度范围内，半导体的电阻率p和绝对T之间的关系可用下式表示： 0 eb/t （1） 式中0和b为常量，其数值与材料的物理性质有关。热敏电阻的阻值，根据电阻定律可写成RT=l/s=0 eb/t l/s=a eb/t (2)式中l为电极间的距离，s为热敏电阻的横截面积，a=0l/s,常量a,b可用实验的方法求出。 将式（6-2）两侧取对数，得RT=a+b/T (3)令x

4、=1/T,Y=RT, A=a,则式（3）写成y=A+bx (4)式中x,y可由测量值T,RT求出，利用n组测量值，可用图解法，计算法或最小二乘法求出参数A,b之值，又可由A求出a值，注意温度T的热力学温度（k）。 热敏电阻RT在不同温度时的电阻值，可由惠斯通电桥测得，测量电路如图6-2所示。图中RT为热敏电阻，R0,R1,R2均为电阻箱，E为直流电源，G为检流计，当电桥平衡时 RT=R1R0/R2 (5)即可由R0及比值R1/R2算出RT之值。调节RP可以影响测量的精确度。当开始调平衡时RP宜取得大些，随平衡要求的提高，可逐渐减小其值。当RP减小时，电桥的灵敏度增加，测得的R0的有效位数增多。

5、图三（半导体热敏电阻的特性的研究）实验仪器1、电源、开关、灵敏电流计、电压表、电流表、二极管、滑动变阻器、导线若干2、电源、开关（2）、灵敏电流计、滑动变阻器、电阻箱（3）、热敏电阻、导线若干。3、直流电源、开关、选择开关、热敏电阻、微安表、滑动变阻箱、电阻箱、导线若干、加热瓶、温度计。三、实验数据记录及处理1、Rv=650()U/v0.760.750.730.720.710.700.690.680.67I/A19.818.210.47.66.24.23.82.82.4数据一（电桥法侧二极管的伏安特性曲线）图一（电桥法侧二极管的伏安特性曲线） 2、热敏电阻温度计定标T/25.42829.130

6、32.23537.74042.34547.55052.65557.560I(A)00.611.561.883.43.924.484.9666.487.68.28.89.4410数据二（热敏电阻温度计）图二（热敏电阻温度计）3、测热敏电阻的阻值RT/T/K1/TlnRTRT（计算值）RT的相对误差682.0 29.4 302.4 0.0033068783 6.5250296578 705.37695953%657.0 33.0 306.0 0.0032679739 6.4876840185 651.7816636-1%628.0 35.4 308.4 0.0032425422 6.4425401

7、665 618.9674946-1%608.0 37.0 310.0 0.0032258065 6.4101748820 598.2801975-2%569.0 39.9 312.9 0.0031959092 6.3438804341 563.0294737-1%554.0 41.3 314.3 0.0031816736 6.3171646867 546.9823161-1%528.0 43.1 316.1 0.0031635558 6.2690962837 527.21885820%499.0 45.3 318.3 0.0031416902 6.2126060958 504.31563461

8、%465.0 48.4 321.4 0.0031113877 6.1420374056 474.21072512%数据三（半导体热敏电阻的特性的研究）图三（半导体热敏电阻的特性的研究）b=2031.2lna=-0.1582a=0.853684.结果分析与结论由于实验本身是存在系统误差的，这是由实验仪器不精准，虽然是因为各方面的因素引起的，但本身难免会存在误差。再者由于实验环境及其操作者操作实验的不规范，造成了不可避免的偶然误差，这也是由多方米娜因素所引发，也是难免会存在的。如图所示：这是实验时读数时不规范所造成的，是可以缩小误差的。只需要读数时读数的同学认真仔细就行了。 虽然误差是不可能消除的，但是我们可以尽量的减小误差，只需要我们做实验时更加规范一些，读数时更加仔细，认真一些就行。总体来说，我们本次实验还是比较成功的，老师也对我们的帮助很大，总是在我们毫无思绪的时候恰当的提点我们，确实让我们受益匪浅。通过这几次的实验很好的锻炼了我们自己动手及独立思考的能力，很感谢我的伙伴，敬爱的老师。物理实验论文电桥测非线性元件的伏安特性曲线专业班级：2013级物理学（2）班姓 名：成贵林学 号：201333010206