不能用数字万用表的欧姆档测量二极管的正向电阻

王　莉

沈阳工业大学，辽宁　辽阳　111003



不能用数字万用表的欧姆档测量二极管的正向电阻

王莉

沈阳工业大学，辽宁辽阳111003

数字万用表是一种多用途电子测量仪，可以测量多种电子元件。有些物理实验教材提到用欧姆档测量二极管的正向电阻，但是这是不科学的。本文将就这个问题展开讨论。

数字万用表；二极管；正向电阻

一、二极管

二极管是一种具有两个电极的电子元件，由半导体材料制成。从材料上划分，一般有硅二极管和锗二极管。从用途上划分，一般有检波二极管和整流二极管等。

(一)单项导通特性

一般的，二极管只允许电流从正极流向负极，而不能从负极流向正极，这种性质，通常被称之为单向导通特性。

(二)伏安特性曲线非线性

与纯电阻的线性伏安特性曲线不同，无论是硅二极管还是锗二极管伏安特性曲线都是非线性的，呈现一种曲线关系。如下图所示。

在二极管两端加上正向电压时，电压值从0缓慢增大，当电压值较小时，即小雨0.6V时，电流极小基本趋近于0，此时正向电阻趋于无穷大；当电压超过0.6V以后，电流开始急速的按照指数规律增大，此时正向电阻急速减小；当电压达到约0.7V时，电流趋于无穷大，二极管处于完全导通状态，此时二极管的正向电阻非常小，而此时的电压称为二极管的击穿电压。

(三)硅二极管跟锗二极管的区别

锗二极管一般作为检波二极管，硅二极管一般作为整流二极管。在通过电流均为1mA的情况下，锗二极管的内阻一般小于500欧姆，锗二极管的内阻一般大于500欧姆。

二、数字万用表

数字万用表是一种多功能的电子原件测量仪器，一般的功能包括测电阻，测电流(交流或者直流)，测电压(交流或者直流)，还可以测量电容、二极管、三极管等多种电子元件，而且根据不同的电子元件还可以选择不同的量程和档位。

(一)数字万用表的使用方法

首先，根据具体的用途给表笔选择合适的档位，数字万用表一般有COM档，该档位有一个接地符号，一般用来连接黑表笔；除此之外，还有V/Ω档(用来测量电压/电阻)、mA档(用来测量较小电流)、A档(用来测量较大电流)，此三个档位一般用来连接红表笔。也有特殊的情况不需要连接表笔，比如测量电容或者三级管的时候，只需要把元件插入相应的插孔即可。其次，选择合适的档位，数字万用表的档位分布在一个圆周上，从12点钟方向顺时针依次分别是直流电压档位、交流电压档位，交流电流档位，直流电流档位，电容档位，二极管档位，电阻档位，三极管档位。根据实际情况具体选取即可，注意根据被测元件选择合适的量程。最后，是读取测量值。数字万用表的度数不用考虑估读，显示什么数值记录什么数值。需要注意的档位上标注的数值不是倍数，而是量程，但是，单位有具体的档位决定。

(二)数字万用表用来测量电阻元件的原理

根据闭合电路的欧姆定律，公式中的电动势就是万用表中电池的电压，电路中的电阻包括需要被测试的被测电阻，可调电阻(不同档位具有不同的内阻)，还有万用表内部的定电阻，电流是在等被测电阻为0欧姆时计算出来的。这样，由闭合电路欧姆定律，就可以得到如下公式：I=U/(Rg+R定+R调+R测)。其中U是它内部电池的电压，Rg是表头的电阻，R定是与表头串联的一个定值电阻，R调是调零的可变电阻，R测是要测量的电阻。由于要测量的电阻大小范围不同，使用的定值电阻也不同，这使得用万用表分为几档。

用万用表上测量时，电阻读数实际是电流读数，只是将R测=0时的电流：I=U/(Rg+R定+R调)标成R=0，没有电流时，电阻标在无阻大，I与是一个函数关系，它们不是简单的正比关系。选用不同的电阻档，R定不同，R=0时，I是不同的。

三、闭合电路欧姆定律的适用条件

闭合电路欧姆定律只适用于纯电阻电路，对于二极管这种半导体材料，性质介于导体和绝缘体之间，所以不适用于二极管元件。

四、不能用数字万用表的欧姆档位来测量二极管正向电阻

由于一般二极管的伏安特性曲线的非线性特点，当通过二极管的电流大小不同时，二极管的正向电阻是不同的。所以当数字万用表调整到欧姆档的不同档位时，数字万用表的内置电流是不同的，会导致不同的欧姆档位测量出的二极管电阻是不同的。导致每个档位就有一个不同的测量值，由于不清楚此时具体的内置电流大小是多少，无法根据欧姆定律来计算二极管的阻值。而且二极管这种非线性电子元件，欧姆定律也不适用，所以不能用数字万用表来测量二极管的正向电阻。

[1] 秦辉. 全自动数字万用表的设计 [J].自动化与仪表，2010(3).

[2]胡传波. 数字万用表的原理及选取原则[J].工业计量，2003(2).

[3]许海东.单项导通二极管的选用[J].电子元器件应用，2000(4).

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