实验1 二极管单向导电性(虚拟)
模电课程设计单管共基放大电路仿真及二极管单向导电性分析
模电课程设计---单管共基放大电路仿真及二极管单向导电性分析成绩评定表课程设计任务书目录1 课程设计的目的与作用 01.1课程设计的目的 01.2 课程的设计作用 02 设计任务、及所用multisim软件环境介绍 (1)3 电路模型的建立 (2)4 理论分析及计算 (3)1.共集放大电路电路分析 (3)2半导体二极管的单向导电性 (4)5 仿真结果分析 (4)6 设计总结和体会 (7)7 参考文献 (7)1 课程设计的目的与作用1.1课程设计的目的1.学会在Multisim软件环境下建立模型2.熟悉Multisim的基本操作3.熟悉掌握Multisim设计的仿真电路4.掌握分析仿真结果1.2 课程的设计作用通过解决比较简单的实际问题，巩固和加深在课程中所学的理论知识和实验技能。
训练我们运用学过的电子基础知识，在教师指导之下完成查找资料，选择，论证方案，设计电路，安装调试，分析结果，撰写实验报告等工作。
使我们初步掌握模拟电子电路设计的一般方法，通过理论联系实际培养和提高我们分析，解决实际问题的能力和创新能力，为后续课程的学习，毕业设计和毕业后的工作打下一定的基础。
2 设计任务、及所用multisim软件环境介绍2.1 设计任务1.单极共集放大电路仿真2.研究半导体二极管单向导电性2.2 Multisim软件环境介绍Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。
它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述、语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。
工程师们也可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。
Multisim 提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师也无需懂得深入的SPICE技术就可以很快进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子教育，通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到圆形设计和测试这样一个完整的综合设计流程。
二极管单向导电性原理
二极管单向导电性原理二极管是一种最简单的半导体器件，它具有单向导电性，即只允许电流在一个方向上通过。
这种特性使得二极管在电子学领域有着广泛的应用。
本文将从二极管的结构、工作原理和特性三个方面来详细介绍二极管单向导电性原理。
首先，我们来看二极管的结构。
二极管由P型半导体和N型半导体组成，P型半导体富含正电荷载流子，N型半导体富含负电荷载流子。
这两种半导体通过P-N结相接而成。
当在P型半导体一侧加正电压，N型半导体一侧加负电压时，P-N结处会形成电场，使得载流子在电场力的作用下向P型半导体迁移，从而形成正向偏置。
反之，当在P型半导体一侧加负电压，N型半导体一侧加正电压时，P-N结处电场的方向相反，使得载流子不能通过，形成反向偏置。
这种P-N结的结构决定了二极管具有单向导电性。
其次，我们来看二极管的工作原理。
在正向偏置时，P型半导体的正电荷和N型半导体的负电荷会相互吸引，使得载流子跨越P-N结，形成电流。
而在反向偏置时，P-N结处的电场会阻碍载流子的通过，使得电流几乎为零。
这种单向导电性使得二极管可以作为整流器、开关、稳压器等电子电路中的重要元件。
最后，我们来看二极管的特性。
二极管具有正向压降和反向击穿两个重要特性。
正向压降是指在正向偏置下，二极管两端的电压降低，可以理解为二极管内部的电阻在正向偏置下减小。
而反向击穿是指在反向偏置下，当电压达到一定数值时，P-N结会被击穿，电流急剧增大。
这两个特性使得二极管在电路中有着独特的作用，可以实现信号的整流、切割和稳定等功能。
综上所述，二极管的单向导电性是由其特殊的P-N结结构决定的，正向偏置时可以导通电流，而反向偏置时几乎不导通电流。
这种特性使得二极管在电子电路中有着广泛的应用，是电子学领域中不可或缺的重要元件之一。
通过对二极管结构、工作原理和特性的深入了解，我们可以更好地应用二极管，设计出更加稳定和高效的电子电路。
二极管测试电路实验报告
二极管测试电路实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是深入了解二极管的特性，并通过设计和搭建测试电路，对二极管的正向导通特性、反向截止特性以及其他相关参数进行测量和分析。
二、实验原理1、二极管的基本特性二极管是一种具有单向导电性的半导体器件。
当二极管正向偏置时（阳极接高电位，阴极接低电位），它呈现低电阻状态，电流能够顺利通过；而当二极管反向偏置时（阳极接低电位，阴极接高电位），它呈现高电阻状态，只有极小的反向漏电流。
2、二极管的伏安特性二极管的伏安特性是指通过二极管的电流 I 与二极管两端的电压 V 之间的关系。
其正向特性曲线在起始阶段电流增加缓慢，当电压超过阈值电压（通常为 05 07V 左右，具体取决于二极管的类型）后，电流迅速增加。
反向特性曲线在反向电压较小时，反向电流很小；当反向电压超过一定值（反向击穿电压）时，反向电流急剧增加。
三、实验设备与材料1、实验设备直流电源：提供稳定的电压输出。
数字万用表：用于测量电压、电流等参数。
示波器：观察电压和电流的变化波形。
2、实验材料不同型号的二极管若干（如硅二极管 1N4007、锗二极管 1N4733 等）。
电阻、电容、导线等。
四、实验电路设计1、正向特性测试电路电路组成：将直流电源、限流电阻和二极管串联连接。
通过调节电源电压，测量不同电压下通过二极管的电流。
2、反向特性测试电路电路组成：将直流电源、二极管和电阻串联连接，电源反接。
测量不同反向电压下的反向电流。
五、实验步骤1、正向特性测试按照设计的正向特性测试电路连接好实验设备。
从 0V 开始，逐步增加直流电源的输出电压，每次增加 01V 或 02V，记录对应的电流值。
当电流增长过快时，适当减小电压增量，以获取更准确的数据。
2、反向特性测试按照设计的反向特性测试电路连接好实验设备。
从 0V 开始，逐步增加直流电源的反向输出电压，每次增加 1V 或2V，记录对应的反向电流值。
注意观察反向电流的变化，当接近反向击穿电压时，小心操作，避免损坏二极管。
(完整版)实验一二极管特性实验
实验一二极管特性实验一、实验目的：1、验证晶体二极管的单向导电特性。
2、学会测量晶体二极管的伏安特性曲线。
3、掌握几种常用特种功能二极管的性能和使用方法。
二、实验前准备：1、复习晶体二极管结构和伏安特性。
2、阅读光电二极管、发光二极管和稳压管的特性和使用范围。
3、复习用万用表测量晶体二极管的方法。
阅读用图示仪测试晶体二极管及用示波器测量输出电压的方法。
三、实验设备：KJ120学习机一台数字式万用表一块指针式万用表一块（20KΩ/V DC）四、实验原理：晶体二极管由一个PN结构成，具有单向导电作用。
几种常用二极管的符号如图1.1所示。
（a） (b) (c)图1.1几种常见二极管的符号图1.1（a）为普通二极管，如In4001;In4148;2AP等。
图1.1（b）～(c)为稳压管、发光二极管等。
如稳压管，它工作在反向击穿区。
使用时，利用反向电流在击穿区很大范围内变化而电压基本恒定的特性来进行稳压。
发光二极管是一种把电能变成光能的半导体器件。
发光二极管有各种颜色，例如有发红光的，发黄光的，发绿光的等等。
发光二极管工作电压较低（1.6～3V），正向工作电流只需几毫安到几十毫安，故常作线路通断指示和数字显示。
若将万用表黑表笔接二极管正极，红表笔接二极管负极，则二极管处于正向偏置，呈现低阻，表针偏转大；反之，二极管处于反向偏置，呈现高阻，表针偏转小。
根据两次测得的阻值，就可以辨别二极管的极性。
注意万用表不同的电阻挡的等效内阻各不相同测得的阻值有差异。
一般不宜采用RX10K 挡来测二极管，因该挡的电源电压较高（一般为9V ），有可能损坏管子．五、实验步骤：1、二极管的一般测试。
（1）按实验报告表1.1要求多用万用表测量二极管（IN4001、IN4148、2AP 、LED ）的正、反向阻值。
将数据填入表1-1中。
（2）二极管正向电压测量：调电位器，使I=5mA 分别测量五种二极管的正向电压，将数据填入表1-1中。
Multisim仿真实例之二极管单向导电性
在Multisim中构建二极管电路，如下图所示，图中是虚 拟的二极管，在输入端加上最大值U=4v，频率为1KHz的 正弦波电压，接入一台虚拟示波器XSC1，这是一台双踪 示波器，有A、B两个通道，A端接二极管电路的输入端， B端接电路的输出端。
谢谢观赏！！！
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电路仿真后，可用示输入和输出时的波形
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由上图可见，输出信号是一个双向 的正弦波电压，而经过二极管以后， 在输出端得到一个单方向的脉动电压， 可见二极管的单向导电性。
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模拟电子技术Multisim仿真试验61二极管特性仿真试验
第6章 模拟电子技术Multisim仿真实验
2．实验原理 在射极跟随器电路中，信号由基极和地之间输入，由发 射极和地之间输出，集电极交流等效接地，所以，集电极是 输入/输出信号的公共端，故称为共集电极电路。又由于该 电路的输出电压是跟随输入电压变化的，所以又称为射极跟 随器。
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第6章 模拟电子技术Multisim仿真实验
结论：从表6-1中RD的值可以看出，二极管的电阻值不 是一个固定值。当在二极管两端加正向电压时，若正向电压 比较小，则二极管呈现很大的正向电阻，正向电流非常小， 称为“死区”。当二极管两端的电压达到0.6 V左右时，电 流急剧增大，电阻减小到只有几十欧姆，而两端的电压几乎 不变，此时二极管工作在“正向导通区”。
第6章 模拟电子技术Multisim仿真实验
4．实验步骤 (1) 测量变压器的输出波形。变压器后的电路暂不要连 接，用示波器测量变压器的输入、输出波形，输出波形与输 入波形完全相同，只是幅度不同，如图6-5所示。 (2) 将电路按图6-4所示电路进行连接，先将J1断开， 用示波器同时观察输入波形和桥式整流输出波形，波形如图
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第6章 模拟电子技术Multisim仿真实验
结论：由表6-2所示的测试结果可知，二极管加上反向 电压时，电阻很大，电流几乎为0。比较表6-1和表6-2，二 极管反偏电阻大、而正偏电阻小，说明二极管具有单向导电 性。但若加在二极管上的反向电压太大时，二极管进入反向 击穿区，反向电流急剧增大，而电压值变化很小。
实验—--二极管的单向导电性
实验一：二极管的单向导电性验证1 学时：2 2 实验目的学习电子电路实验中常用的电子仪器—示波器、信号发生器等的正确使用方法 利用万用表和示波器实现对电气特性的验证 充分理解理论分析和实验结果的对应 3 实验内容利用万用表和示波器测量二极管的单向导电特性。
4 实验原理实验箱都是分立元件，实验电路虽然连接非常灵活，可以自由搭建电路，但连线时存在有误操作损坏元件的可能。
电源部分：切勿将直流电源直接短接。
电位器部分：改变电阻，一般接中间和下面的旋钮。
一、双踪示波器双踪示波器：用来测试各种周期性变化的电信号波形，可测量电信号的幅度、频率等。
示波器：Y1和Y2两路线，只用一路就行。
Y1/X 旋钮:用于调整到零点，按下Y1按钮，勾住校准信号，方波 下面的大的旋钮是调电压的，.5的是每格0.5V ； 上面的旋钮是调周期的（时间） 信号线上的夹子是接地的直/交流档，直流抬起，交流按下 二、信号发生器按需要可输出正弦波、方波、三角波等波形。
输出信号幅度可连续调节，幅度可以调节到mV 级，输出信号频率可进行调节，频率范围较广。
信号发生器作为信号源，注意它的输出端不允许短路。
三、二极管单向导电性电路验证 请说明二极管单向导电性；V - I 特性表达式：(1)TuU S i I e=-在常温下（T =300K ）26T kTU mV q ==请说明二极管的单向导电作用：当 PN 结正向偏置时，回路中将产生一个较大的正向电流， PN 结处于导通状态； 当 PN 结反向偏置时，回路中反向电流非常小，几乎等于零，PN 结处于截止状态。
5 实验环境实验箱。
6 准备工作实验的原理和实验的安全注意事项。
7 实验步骤二、二极管正向导通电阻1、关闭实验箱电源，利用实验箱资源：12V 直流电源，二极管1N4007，100欧姆电阻，板上电压表、电流表连接电路图。
U22、打开电源，观察电流表和电压表读数，根据读数计算二极管电阻值。
反向特性三、单向导电性验证1、利用实验箱资源：9V 交流电源，二极管1N4007，100欧姆电阻，连接电路图A 和图B 。
二极管单向导电性
A
B D2
L
VA
VB
VL
或门电路
模拟电路基础
二、二极管的应用
二极管电平选择电路工作过程：
D1
输入、输出电压关系
输入（V） 输出（V）
A
B D2
L
VA 3V 3V 5V 5V
VB 3V 5V 3V 5V
VL 3V 5V 5V
5V
或门电路
模拟电路基础
二、二极管的应用
电平选择电路在电子钟中的应用
模拟电路基础
二极管 = PN结 + 管壳 + 引线
模拟电路基础
一、二极管的单向导电性及其等效模型
二极管的结构分类：
铝合金 正极 小球 正极 负极 正极引线 N 引线 型锗片 引线
引线
N型锗P
PN 结
金锑 合金
负极 引线
N
触丝 外壳 P 型支持衬底 负极引线 底座
点接触型 集成电路中平面型 面接触型
模拟电路基础
模拟电路基础
二、二极管的应用
ui
2V
R 0
t
ui
Ui
2V
Uo
2V 0
t
并联下限幅
模拟电路基础
二、二极管的应用
Ui
2V
Uo
Ui
2V
Uo
串联上限幅
串联下限幅
模拟电路基础
1、二极管的构成及其单向导电性 2、二极管的应用 二极管的电平选择电路 二极管的限幅电路
模拟电路基础
uIL
0
uIH
ui
uomin
限幅电路的传输特性
模拟电路基础
二、二极管的应用
二极管限幅器的工作过程：
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二极管单向导电性的分析
一、实验目的
1、利用二极管单向导电性分析电路。
2、使用虚拟示波器测量信号波形参数，如：峰峰值等。 3、掌握电路图的接法及画法（标注设置的参数、 元器件的规范画法及接地等） 。
4、了解实验报告的书写步骤和方法。
二、实验设备
1．计算机系统
2 ．电子技术实验软件（EWB5.12）
虚拟实验软件界面图
三、实验电路
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四、实验内容及步骤：
1、熟习虚拟实验软件元、器件的使用，及电路图 的连接方法;
2、电压源、示波器等仪器的使用方法;
3、根据实验电路（二极管应用.ewb文档中），测 试六个由二极管等元器件组成电路的输入、输出 参数，包括电压峰_峰值，及变化点的电压值。 4、理论分析以上电路，并比较理论值与实验结果 的误差。
5、画出输入与输出波形（用双色笔），根据二极 管的单向导电性，说明输出波形改变的原因。
五、实验分析方法
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பைடு நூலகம்
当输入Ui>5时，二极管导通， 当输入0<Ui<5时，二极 Uo=Ui-0.7V,输出峰值为 管截止，Uo=E=5V Uo=10*1.414-0.7=13.44V
六、实验报告及思考
3. 虚拟实验测试文档
知识介绍：电子设计自动化(Electronic Design Automation EDA)技术，以 计算机为工具，设计者只需对系统功能进行描述，就可在EDA软件工具 的帮助下完成系统设计。常用的软件有：Electronic Workbench（EWB)、 升级版Multisim 2001和Protel软件包等
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