二极管特性的测试实验报告
二极管特性的测试实验报告
二极管是电子工程中最基本的元器件之一，其特性测试是电子工程师必须掌握的基础技能。本文将详细介绍二极管特性的测试方法，包括管脚极性判断、伏安特性曲线测试以及应用电路等。
实验目的
- 掌握用万用表判断二极管管脚极性及质量好坏；
- 掌握二极管的伏案特性及其测试方法；
- 学会伏案特性曲线的绘制。
实验设备
- 可调电压源DS-2B-11
- 直流电压表、直流电流表（DS-2B-01）
- 100Ω、二极管（DS-2B-02）
实验原理
二极管管脚极性及质量判断
二极管实质上是一个PN结，具有单向导电性。当加入超过开启正向电压时，二极管导通，具有很小的电阻，称为正向电阻；当加入反向电压时，二极管截止，具有很大的电阻，称为反向电阻，这样可以用万用表的电阻档测量出二极管的正反向电阻来判断二极管的管脚极性及质量。
二极管的质量判断：设二极管的两管脚一支为A，另一支为B，若用万用表黑表笔接A，红表笔接B没一次，然后对调红黑表笔再测量一次，若两次读数差别越大，即正反向电阻值差异越在，则说明单向导电性越好；若正反电阻值差异不大则说明此管为劣质；如果正反向电阻值都很小或都是无穷大没说明该管子已损坏。
二极管管脚极性判断：在用万用表测量二极管没测量电阻小时，测说明二极管两端加了正向电压，此时二极管处于正向导通状态，这时黑表笔（与内部电源正极相连接）所接的一端为二极管的正极，红表笔所接的一端为负极；当测得其电阻很大时，说明二极管两端国了反向电压，二极管处于反向截止状态，此时黑表笔所接的一端为负极，红表笔所接一端为正极。
二极管伏安特性曲线测试
二极管伏安特性曲线是指二极管两端电压与电流之间的关系（如图6-1），当二极管加正向偏置电压时有正向有正向电流流过二极管，且随正向偏置电压增大而增大；开始时电流随电压变化缓慢，而当电压接近二极管的导通电压，电流明显变化，当二极管导通后，电压变化少许，电流就急剧变化。
当二极管加反向偏置电压时，二极管处于截止状态，反向电流随反向偏置电压增加缓慢，而当反向偏置电压增至该二极管击穿电压时，电流剧增，二极管PN结被反向击穿。
二极管应用电路
半波整流电路：电路图6-2，在输入端加标准的正弦波信号，则在输入端可得到正半周波形。
单向桥式整流电路：电路图6-3在输入正弦信号，正半周V1、V3导通，V2、V4截止，负半周正好相反，V1、V3截止，V2、V4导通。在输入端正好得到单向的全波脉动直流电压。
实验步骤
用万用表测量硅二极管、发光二极管和稳压二极管的正、反向电阻，填入表6-1中.
二极管伏安特性曲线测试：
1）正向伏安特性曲线的测试：按图6-2所示连接线路，利用渐点测量法，调节可调电压源，使得二极管上的电压按表6-2中所给定的数据变化，测量电路中电流，将数据填入表6-2中，并根据测量数据绘制正向伏安特性曲线。
2）负极伏安特性曲线的测试：将电源正负极互换，测量二极管两端电压电流值填入表6-3中，并根据测量数据绘制负向伏安特性曲线.
- 二极管基本应用电路的测试：
1）半波整流电路：按图6-2连接电路，在输入端分别输入频率为500hz，幅值为3V和频率为20KHz、幅值为3V的正弦波信号，用双踪示波器同时观察输入输出波形，并将其描绘下来，填入表6-4中，并简单说明其原理。
2)单向格式整流电路：按图6-3连接电路，在输入端加入频率为50Hz的信号，用双踪示波器同时观察输入输出波形，并将其描绘下来，填入表6-5中。
实验小结
- 说明用万用表不同档位测量同一二极管正向电阻不同的原因；
- 说明半波整流电路中输入f=20KHz信号时得到的输出波形不同于输入f=500Hz信号得到的输出波形的原因。
实验报告
实验目的
- 学会软件的基础操作。
- 学会用DC-SWEEP直流扫描分析来测试二极管伏安特性曲线。
- 用后处理程序处理仿真结果。
电路连接
连接电路如图，其中二极管型号为1N4148.
电路分析
图中电路为简单的串联电路，存在的原件有电压源与二极管，并且都包含内阻。
仿真结果
通过对电路进行仿真，得到如下V-I曲线。其中横纵坐标分别为二极管两端的电压和电流。通过添加浮标与局部放大，可以大致找出门坎电压与雪崩电压。门坎电压约为673mV.雪崩电压约为-100.57V。
后处理练习
经过后处理变为下图：
结果分析
图中电流曲线为折线型，拐点横坐标即为雪崩电压和门坎电压。并且图中电流不为无限大，说明电压源有内阻，并非理想电压源。
实验心得
通过实验，初步掌握了Multisim 12的操作方法和使用技巧，并且初步应用软件进行简单的仿真过程和数据分析，得到了V-I特性曲线，为以后的进一步应用打下了基础。