实验一实验报告
实验名称：晶体二极管特性分析
实验目的：
1.熟悉仿真软件MULTISIM的使用，掌控基于软件的电路设计和仿真分析方法；
2.熟悉PocketLab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，掌握基本二极管的基本特性。

实验内容：
一．仿真实验
1.根据如图所示电路，在Multisim中进行仿真分析，得到二极管的伏安特性。

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，得到二极管的伏安特性曲线。

仿真设置：Simulate->Analyses->DC Sweep，设置电压扫描范围和输出变量。

实验结果：
在软件中绘得电路图如下：
对直流电压源V1进行DC扫描，得到二极管的伏安特性曲线如下：
实验结论：
1)在V1电压很小的情况下，二极管不导通。

2)该二极管的导通电压大约为0.7V.
3)导通后二极管呈现低阻性，截止时为高阻性。

2.根据如图所示的半波整流电路，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。

仿真任务及分析方法：
a.固定输入信号频率50HZ,振幅5V，直流电压0V,负载电容C1=10uf,改变负载电阻，
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，完成表1-1。

b.固定输入信号频率50HZ,振幅5V，直流电压0V,负载电阻R1=10K欧,改变负载电阻，
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，完成表1-2。

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。

仿真设置方法：
1）双击信号源设置输入信号，双击示波器观测波形。

2）Simulate->run
3）Simulate->Analyses->Transient Analysis
实验结果：
在软件中绘得电路图如下：
分别根据要求改变电阻和电容值，调节示波器得到两通道即输出电压和纹波电压的波形，如下图所示：（10K 10uf）
将测得的结果填入表中：
表1-1
表1-2
结论：
1）输出电压随负载电阻的增大而增大。

2）输出电压随负载电容的增大而增大。

3）负载电阻越大，输出纹波电压峰峰值越小，整流效果越好。

4）负载电容越大，输出纹波电压峰峰值越小，整流效果越好。

3.根据如图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对的失真情况，认识二极管的非线性特性。

仿真任务：输入信号信号源频率为10KHZ，直流电压2V，负载电阻1K欧，限流电阻100欧，改变输入信号幅度，观察和测量在不同输入信号幅度的情况下输出信号失真情况。

用示波器观察输入输出瞬态波形，采用频谱分析仪测量基波和谐波幅度，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。

实验结果：
在软件中绘得电路图如下：
用示波器和波特仪观察到的结果如下：
0.05V 0.1V
0.2V
结论：
1）输入信号越大，二极管电路的输出信号失真度越大。

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？
若增大二极管的直流工作电压，输出信号的失真度会变大。

反之减小。

二．硬件实验
1．根据下图在面包板上设计电路，直流电压源采用信号源代替，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。

实验结果：
表格1-4
V/（V）
二极管福安特性曲线图
2．有一信号源，频率1000HZ，直流电压3V，信号振幅1V，在仿真实验2电路的基础上通过增加稳压管XXX（1/2W,2V）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R1=60K欧
b.输出电压纹波<200mV
c.负载短路峰值电流<10mA
根据以上要求设计稳压电路，给出电路图和期间参数，并在面包板上设计电路，采用Pocketlab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，并采用标尺测量和标注输出电压的最大最小值。

实验结果：
仿真电路图如下：
测得该电路的负载短路电流小于10mA。

观测到纹波示波器波形如下
观测可知其纹波电压小于200mv.
结论：电容越大，整流效果越好；增大纹波电压也会减小纹波电压。