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东南大学 信息学院 电子线路 模电实验一报告 晶体二极管特性分析(最终版)

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实验一晶体二极管特性分析 实验目的： 1. 熟悉仿真软件Multisim的使用，掌握基于软件的电路设计和仿真分析方法； 2. 熟悉NI myDAQ硬件实验平台，掌握基本功能的使用方法； 3. 通过软件仿真和硬件实验验证，掌握晶体二极管的基本特性。 实验内容： 一、仿真实验 1. 根据图1-1所示电路，在Multisim中进行仿真分析，得到二极管的伏安特性。

图1-1. 二极管伏安特性实验电路 仿真任务：二极管选取型号1N3064，对直流电压源V1进行DC扫描，扫描范围0~1V，步长0.01V，测量二极管中的电流，得到二极管伏安特性曲线。 仿真设置：Simulate→ Analyses → DC Sweep，设置电压扫描范围和输出变量; 二极管伏安特性曲线：

2. 根据图1-2所示的二极管半波整流电路，在Multisim中进行仿真分析，得到输出电压随不同参数的变化情况。

图1-2. 二极管半波整流电路 仿真任务及分析方法： a. 固定输入信号频率为50Hz，振幅5V，直流电压0V，负载电容C1=10μF，改变负载电阻，采用Agilent示波器（Agilent Oscilloscope）观察输入输出波形，测量输出电压的平均值和纹波电压，并完成表1-1。 表1-1： 负载电阻（kΩ） 1 10 100 输出电压（V） 2.15 3.85 4.31 输出纹波峰峰值（V） 2.89 0.65509 0.07863 负载1kΩ：

负载10kΩ：

负载100kΩ：

b. 固定输入信号频率为50Hz，振幅5V，直流电压0V，负载电阻R1=10kΩ，采用Agilent示 波器观察输入输出波形，测量输出电压的平均值和纹波电压，并完成表1-2。 表1-2： 负载电容（μF） 10 47 220 输出电压（V） 3.85 3.93 3.93 输出纹波峰峰值（V） 0.65509 0.14304 0.0306 负载10μF：

负载47μF：

负载220μF：

c. 根据仿真实验数据，给出输出电压的平均值和纹波电压与负载电阻和负载电容的相互关系。 仿真设置：直接双击输入信号源设置输入信号，直接双击示波器图标观测输入和输出波形，通过选择Simulate →run进行仿真，也可以直接在Multisim控制界面上选择运行；还可以选择Simulate →Analyses →Transient Analysis进行设置和仿真，并观测输出波形。

3. 根据图1-3所示的二极管交流特性实验电路，在Multisim中进行仿真分析，得到二极管电路在不同输入信号幅度情况下的失真情况，认识二极管的非线性特性。

图1-3. 二极管交流特性实验电路 仿真任务： 输入信号信号源频率为10kHz，直流电压2V，负载电阻1kΩ，限流电阻100Ω，改变输入信号幅度，观察和测量在不同输入信号幅度情况下的输出信号失真情况。采用Agilent示波器观察输入输出瞬态波形，采用频谱分析仪（Spectrum Analyzer）测量谐波失真情况，并完成表1-3，根据测试结果给出二极管电路输出信号失真度与输入信号幅度的定性关系。 表1-3： 输入信号幅度(V) (单端峰值) 0.05 0.1 0.2 输出功率(dBm) (基波P1) -29.851 -23.938 -18.026 输出功率(dBm) (二次谐波P2) -105.155 -93.556 -81.913 输出功率差 (dBm) (P1- P2) 75.304 69.618 63.887 输入信号幅度0.05V 输出功率(dBm)(基波P1)：

输出功率(dBm)(二次谐波P2)：

输入信号幅度0.1V 输出功率(dBm)(基波P1)：

输出功率(dBm)(二次谐波P2)：

输入信号幅度0.2V 输出功率(dBm)(基波P1)：

输出功率(dBm)(二次谐波P2)：

仿真设置：同实验2。 思考：若改变二极管的直流工作电压，输出信号的失真情况会有什么变化？ 二、硬件实验 硬件实验采用NI myDAQ实验平台，该平台集成了电压源，信号发生器，以及万用表、示波器等多种虚拟测量仪器。 实验任务如下： 1. 根据图1-4在面包板上设计电路，直流电压源采用信号源替代，交流幅度设置为0，改变信号源的直流电压获得不同的直流电压输入，测量二极管两端电压，计算二极管中电流，完成表格1-4，并通过描点的方式绘制实际的二极管伏安特性曲线（可以采用软件处理数据）。

图1-4. 二极管伏安特性实验电路 表1-4： 输入电压 (V) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

VD+ (V) 0.099 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.899 1.000 VD- (V) 0.000 0.000 0.001 0.007 0.032 0.087 0.157 0.237 0.322 0.411 ΔVD (V) 0.099 0.200 0.299 0.393 0.468 0.513 0.543 0.563 0.577 0.589 ID (mA) 0.001 0.000 0.001 0.007 0.032 0.087 0.157 0.237 0.323 0.411

2. 有一信号源，频率100Hz，直流电压5V，单端信号振幅5V，在图1-2的整流电路的基础上通过增加稳压管1N4735A对信号进行整流和稳压，获得稳定的直流电压。具体要求如下： a. 负载电阻60kΩ； b. 输出电压纹波<200mV； c. 负载短路峰值电流<2mA； 根据以上要求设计整流稳压电路，给出电路图和器件参数，并在面包板上设计电路，采

用myDAQ实验系统对电路进行激励和测量，获得实际电路的输出电压波形（可以屏幕截图），并采用标尺测量和标注输出电压的最大最小值。 电路图：

（输出电压纹波<200mV）

（负载短路峰值电流<2mA）

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二极管实训报告范文

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一、实训目的和意义：

二极管是电子技术中常见的一种电子元器件，具有正向导通和反向截止的特性。通过本次实训，旨在让学生掌握二极管的特性和基本应用，培养学生动手实践能力和解决问题的能力，同时加深对电子器件的认识和了解，为进一步学习电子技术奠定基础。

二、实训内容和步骤：

1.实训器材准备

准备实训所需的二极管、电源、示波器、万用表等实验仪器设备。

2.实验一：二极管的基本特性测量

连接电路，调整示波器和电源的参数，测量二极管的伏安特性曲线，观察和比较常见二极管的特性。

3.实验二：二极管的整流和滤波特性

搭建整流电路和滤波电路，观察并测量不同二极管工作状态下的输出波形，分析其特点和应用场景。

4.实验三：二极管的高低电平切换电路设计

根据实验要求，设计一个满足输入条件下二极管能够切换到不同工作状态的电路，并进行测试。

5.实验四：二极管的直流稳压电路设计 根据实验要求，设计一个具有稳定输出电压的直流稳压电路，观察实验结果并分析电路的特点和问题所在。

6.实验总结和思考

总结本次实训的内容和过程，思考在实验中遇到的问题和解决方法，并分享自己的体会和收获。

三、实训结果和分析：

通过本次实训，我成功地掌握了二极管的基本特性和常见应用，对二极管的工作原理和特点有了更深入的理解。在测量二极管的伏安特性曲线和观察输出波形的过程中，我发现不同类型的二极管在工作时有着不同的特点，对于不同的应用场景有着不同的要求。在设计电路的过程中，我不仅学会了按照要求设计电路，还学会了通过实际测试和分析结果来调整和改进电路的方法。此外，通过实验总结和思考，我明白了实验过程中出现的问题和解决方法对于电子技术学习的重要性，同时也增强了自己的动手实践和问题解决的能力。

由于时间和设备限制，本次实训只涉及了二极管的基本特性测量、整流和滤波特性、高低电平切换电路以及直流稳压电路设计等方面。在以后的学习中，我将继续深入研究和学习二极管的更多应用，提升自己的电子技术能力。

二极管实验报告

二极管实验报告

二极管实验报告

实验名称：二极管的基本特性研究

实验目的：

1. 研究二极管的基本结构和工作原理；

2. 测量二极管的静态伏安特性曲线；

3. 探究二极管的非线性特性。

实验仪器和材料：

1. 二极管（型号：1N4148）；

2. 直流电压源（0~10 V）；

3. 直流电流表（0~100 mA）；

4. 可调直流电阻；

5. 连线电缆。

实验原理：

二极管是由P型半导体和N型半导体组成的双层结构，其中P型半导体带正电荷，N型半导体带负电荷。

二极管在正向电压下，P区电荷和N区电荷相互结合，导通，形成低电压降的电流通路；而在反向电压下，由于电压的方向逆转，P区和N区的电荷相互吸引，电流极小，几乎不导通。

实验步骤：

1. 将二极管连接到实验电路中，确保二极管的标志端连接到正极；

2. 调整直流电源的输出电压，逐渐增大直到5 V；

3. 使用直流电流表测量二极管的正向电流（I_F）； 4. 逐步增加电压，记录输出电压（V_F）对应的电流值，绘制静态伏安特性曲线；

5. 调整直流电阻，改变负载电阻，测量不同电压下的输出电流；

6. 同样的方法，绘制负载特性曲线。

实验结果和数据处理：

根据实验步骤得到的静态伏安特性曲线如下所示：

静态伏安特性曲线图

横坐标：正向电压（V_F）

纵坐标：正向电流（I_F）

根据负载特性曲线图如下所示：

负载特性曲线图

横坐标：输出电流（I_F）

纵坐标：负载电压（V_L）

根据静态伏安特性曲线，可以发现在正向电压较小时，电流变化很小；而当正向电压超过一定阈值后，正向电流迅速增大。

根据负载特性曲线，可以发现在负载电压较小时，输出电流变化很小；而当负载电压增大时，输出电流线性增大。

实验结论：

通过实验，我们研究了二极管的基本特性。根据静态伏安特性曲线可知，在正向电压作用下，二极管表现出导通状态，电流迅速增大；在反向电压作用下，二极管表现出截止状态，几乎不导通。

根据负载特性曲线可知，二极管在正常工作范围内，输出电流与负载电压成线性关系，负载电阻越小，输出电流越大。

模电课程设计二极管特性的研究

模电课程设计二极管特性的研究

1 课程设计（论文）

课程名称：模拟电子线路电课程设计

题 目：二极管特性的研究

院 （系）：

专业班级：

姓 名：

学 号：

指导教师：

2

摘 要

半导体二极管是由PN结用外壳封装起来，并加上电极引线构成的。

常见的二极管结构有：①点接触型二极管，由一根金属丝经过特殊工艺与半导体表面相接形成PN结。因而结面积小，不能通过较大的电流。但其结电容较小，一般在1pF一下，工作频率可达100MHz以上。因此适用于高频电路和小功率整流；②面接触性二极管，是采用合金法工艺制成的。结面积大，能够流过较大的电流，但其结电容大，因而只能在较低频率下工作，一般仅作为整流管。③平面二极管，是采用扩散法制成的，结面积较大的可用于大功率整流，结面积小的可作为脉冲数字电路中的开关管。

二极管的特性：具有单方向导电性。在电路中，电流只能从二极管的正极流入，负极流出。二极管的管压降：硅二极管（不发光类型）正向管压降0.7V，铢管正向管压降为0.3V，发光二极管正向管压降随不同发光颜色而不同。二极管的电压与电流不是线性关系，所以将不同的二极管并联时候要接相适应的电阻。

二极管的主要参数：用来表示二极管的性能好坏和适应范围的技术指标。①最大整流电流IF②最高反向工作电压UR ③反向电流IR④最高工作频率fM 。

关键词：半导体二极管 管压降

3

目 录

1绪论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„第1页

2设计任务„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„第2页

3设计电路„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„第3页

4结论总结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„第7页

5收获心得„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„第7页

6参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„第7页

模拟电路实验一报告

模拟电路实验一报告

模拟电路实验一报告

学院 信息科学与工程学院

班级

学号

姓名

一、实验题目

元器件的识别和测试

二、实验摘要

识别电阻器、电容器、二极管、三极管和场效应管，并用万用表测量。

三、实验环境

万用表、电阻器、电容器、二极管、三极管、场效应管、镊子等。

四、实验内容

1、识别电阻器种类，用万用表测量电阻器阻值，判断其好坏，计算测量误差。

2、识别电容器种类，用万用表测量电容器容量值，计算测量误差。

3、识别二极管种类，用万用表判断二极管的极性，测量其正向导通电压。

4、万用表确定三极管种类和极性，测量其静态电流放大倍数。

5、用万用表判断场效应管的好坏。 五、实验步骤

1、电阻器的测量

○1将万用表转换开关调至“×200”档位上；

○2将两表笔短接，读数为零，证明万用表是准确的；

○3用两表笔分别接触被测五环电阻两引脚进行测量，读数并记录；

○4将万用表转换开关调至“×2K”档位上；

○5用两表笔分别接触被测四环电阻两引脚进行测量，读数并记录；

2、电容器的测量

○1将红表笔插到有Cx相连的孔中，将转换开关调至“×2F”档位上；

○2取出电解电容，红表笔接长脚（正），黑表笔接短脚（负），读数并记录；

○3将转换开关调至“×20nF”档位上；

○4取出CBB电容，用两表笔分别接触被测电容两引脚进行测量，读数并记录。

3、二极管的测量

○1将红表笔插到V孔中，将转换开关调至“二极管”档位上；

○2取出发光二极管，用两表笔分别接触二极管两引脚进行测量；

○3若万用表读数为零则为反向电压，将两表笔对调测量，读数并记录二极管正负极与正向导通电压；

○4重复○2、○3两个步骤，分别测量整流二极管和稳压二极管。