2-1构建二极管典型功能电路

Multisim14.3电路仿真实训教程模块二

模拟电路设计与调试实训

《Multisim14.3电路仿真实训教程》项目一

构建二极管典型功能电路

职业岗位群应知应会目标（1）能识记二极管的基本结构、伏安特性及核心电气参数；（2）能描述整流、限幅、稳压电路的核心结构，以及典型电路的输入/输出波形特征；（3）能熟练使用Multisim14.3的IV分析仪测量二极管的伏安特性曲线，正确配置仿真电压、电流等关键参数；（4）能独立搭建二极管整流、限幅、稳压电路，熟练运用示波器等虚拟仪器观察并记录波形数据；（5）塑造严谨求实的工程素养，通过规范操作仿真流程、客观分析数据与现象，形成科学的电路分析思维。《Multisim14.3电路仿真实训教程》项目一

构建二极管典型功能电路项目目录

任务一

测试二极管伏安特性任务二

验证二极管整流与限幅特性任务三

验证二极管稳压特性知识链接一、二极管的基本特性1.正向导通特性对应图2-1中电压高于零的正半轴部分。当正向电压较低时，正向电流几乎为零，二极管不导通。当正向电压超过死区电压时，二极管导通，正向电压的微小变化会引起正向电流急剧变化。《Multisim14.3电路仿真实训教程》图2-1

硅二极管的伏安特性曲线知识链接一、二极管的基本特性2.反向截止特性对应图2-1中-50～0V的部分。二极管加反向电压时，其反向电流很小，即使电压升高，反向电流也基本保持不变。3.反向击穿特性对应图2-1中低于-50V的部分。当反向电压升高到某一个数值后，反向电流急剧增大，这种现象称为二极管反向击穿，对应电压称为反向击穿电压。《Multisim14.3电路仿真实训教程》知识链接二、二极管的分类和型号（1）以材料分类：硅二极管和锗二极管。（2）以PN结面积大小分类：点接触型二极管、面接触型二极管。（3）以用途分类：整流二极管、稳压二极管、发光二极管、光电二极管、变容二极管等。三、电气特性参数（1）最大整流电流（IF）：长期工作允许的正向平均电流。（2）反向击穿电压（UBR）：最高反向工作电压通常取反向击穿电压的1/2或2/3，1N4001～4007系列覆盖50～1000V‌的最高反向工作电压。（3）正向压降（UF）：硅二极管的典型值为0.6～0.8V。《Multisim14.3电路仿真实训教程》一、电路构建任务一测试二极管伏安特性从Multisim14.3的元器件工具栏中调用二极管1N3491，从仪器仪表中选取IV分析仪，按照二极管IV分析电路建立仿真电路，如图2-3所示。图2-3二极管IV分析电路的仿真电路二、电路的仿真与分析任务一测试二极管伏安特性1.电路仿真（1）正向特性仿真设置。双击IV分析仪，在图2-4所示的“仿真参数”对话框中，设置二极管开始电压为0，停止电压为750mV，增量为10mV。（2）反向特性仿真设置。调整二极管的反向电压，双击1N3491，打开二极管属性面板，通过“编辑模型”对话框调整最高反向击穿拐点电压为30V，更新元器件，如图2-6所示。（3）正/反向特性仿真。开启仿真，二极管的伏安特性曲线如图2-7所示。二、电路的仿真与分析任务一测试二极管伏安特性2.仿真分析（1）通过仿真实验，参数修改后的二极管1N3491的正向导通电压和反向击穿电压分别为多少？（2）仿真实践：通过模型编辑一个通用二极管，设置反向击穿拐点电压为50V，最大整流电流为1A，测试并观察二极管的伏安特性曲线。一、单相半波整流电路任务二验证二极管整流与限幅特性（一）电路构建

图2-8二极管单相半波整流电路一、单相半波整流电路任务二验证二极管整流与限幅特性（二）电路的仿真与分析1．电路仿真如图2-9所示，设置示波器XSC1波形的时基、刻度参数，调整通道B的Y轴位移为-2，比较两波形的区别。图2-9单相半波整流电路波形2．仿真分析（1）定性分析：请解析二极管具有单向导电性。（2）定量分析：已知在图2-8中，VI=20V，经过二极管整流后，使用万用表直流电压挡测量输出电压为8.664V。请给出理论依据。（3）输出电压是交流电压还是直流电压？请说出交流电与直流电的本质区别。二、单相全波整流电路任务二验证二极管整流与限幅特性（一）电路构建

图2-10二极管单相半波整流电路二、单相全波整流电路任务二验证二极管整流与限幅特性（二）电路的仿真与分析1．电路仿真通过S1的通断，观察图2-11所示的输入/输出波形的变化，注意输出是直流。图2-11单相半波整流电路波形

三、二极管限幅电路任务二验证二极管整流与限幅特性（一）电路构建

图2-12二极管限幅电路的仿真电路三、二极管限幅电路任务二验证二极管整流与限幅特性（二）电路的仿真与分析1．电路仿真（1）单向限幅。断开S1，交流电经过二极管限幅后的波形输出如图2-13（a）所示。（2）双向限幅。闭合S1，交流电经过两路二极管限幅后的波形输出如图2-13（b）所示。2-13（a）单向限幅波形2-13（b）双向限幅波形三、二极管限幅电路任务二验证二极管整流与限幅特性（二）电路的仿真与分析2．仿真分析（1）请说出二极管限幅的工作原理。（2）在图2-13（b）中，输出电压的区间是多少？一、电路构建任务三

验证二极管稳压特性

图2-14二极管稳压电路的仿真电路二、电路的仿真与分析任务三验证二极管稳压特性

探针1的电流/mA探针2的电流/mA探针3的电流/mA探针3的电压/VR1调至30%时

R1调至80%时

表2-1二极管稳压电路中限流电阻的变化二、电路的仿真与分析任务三验证二极管稳压特性

任务拓展

（1）任务名称：设计基于二极管的双向限幅稳压复合电路。

（2）任务