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發(fā)光二極管的導(dǎo)電特性
如圖1(a)是一種重要的電子元件:晶體二極管,在電路中符號(hào)如圖1(b).它是由半導(dǎo)體材料制成的,有兩根引線,一根為正極,另一根為負(fù)極.有一種常見(jiàn)的二極管在導(dǎo)電時(shí)能發(fā)光,這種二極管叫做發(fā)光二極管,如圖1(c)所示,其電路符號(hào)如圖1(d).二極管的導(dǎo)電性能很特殊,它只允許電流從它的正極流向負(fù)極,不允許從負(fù)極流向正極.這很像自行車氣流從打氣筒流向車胎.
下面通過(guò)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明二極管的這一特殊導(dǎo)電性.方法是:將二極管與一個(gè)小燈泡、一個(gè)開關(guān)串聯(lián)接在干電池兩端,為了防止二極管被燒壞,在電路中串聯(lián)一只滑動(dòng)變阻器,在閉合開關(guān)前,將滑片置于阻值最大處.實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):①當(dāng)電源反接時(shí)(如圖2),無(wú)論怎么移動(dòng)滑片,電流表都無(wú)無(wú)
示數(shù);②當(dāng)電源正接時(shí)(如圖3),剛閉合開關(guān),觀察發(fā)現(xiàn)電流表無(wú)示數(shù),二極管也不發(fā)光.移動(dòng)滑片,發(fā)現(xiàn)電流表才逐漸有了示數(shù),二極管也開始發(fā)光.
電源正接時(shí)二極管導(dǎo)電性能是不是與它兩端的電壓大小有關(guān)呢?將電壓表接在c、d兩根引線之間,移動(dòng)滑片的位置,分別記錄電壓表和電流表的示數(shù),如下表所示.
電壓/V
| 1.4
| 1.5
| 1.7
| 1.9
| 2.0
| 2.1
| 2.2
| 2.3
| 2.4
| 2.5
|
電流/mA
| 0
| 0
| 2.0
| 4.0
| 12.0
| 22.0
| 32.0
| 42.0
| 52.0
| 60.0
|
(1)分析①和②現(xiàn)象,可知晶體二極管具有
單
(填“單”或“雙”)向?qū)щ姷奶匦裕?br />(2)根據(jù)文中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),用描點(diǎn)法在下圖坐標(biāo)紙上作出這個(gè)二極管的U-I圖線;
(3)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)二極管兩端的正向電壓達(dá)到1.9V后正常工作,則從U-I圖線可以看出這種二極管正常工作后的電阻與正常工作前相比
(變大/變小/不變)正常工作后電阻小
;
(4)若電源電壓為6V,當(dāng)電流表示數(shù)為12.0mA時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為
0.33×10
3Ω.
(5)使用發(fā)出兩種色光的二極管,分別指示電動(dòng)機(jī)正反兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)方向,可以幫助操作人員及時(shí)發(fā)覺(jué)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向是否符合需要.設(shè)計(jì)思路如下:a.接通開關(guān),二極管甲導(dǎo)通,發(fā)紅光,電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn).b.調(diào)換電池組正、負(fù)極,接通開關(guān),二極管乙導(dǎo)通,發(fā)綠光,電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn).根據(jù)上面設(shè)計(jì)思路,請(qǐng)你將二極管甲填入右上圖虛線框內(nèi).