模拟电子技术基础模电EDA仿真实验报告第一次林子坤011541.docx

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模拟电子技术基础模电EDA仿真实验报告第一次林子坤011541

EDA仿真实验报告（第一次）

自45林子坤2014011541

一、2月25日仿真作业

1、用IV分析仪（IVAnalyzer）测量二极管的伏安特性和晶体管的输出特性。

【第一部分】二极管特性测试

（1）上网查阅1N3064手册（datasheet），了解其参数。

查阅内容如下：

（2）用IV分析仪测量二极管的伏安特性，观察电流随电压变化情况。

①观察分析电路图设计如下：

②电流随电压变化情况如下：

由图中可以看出，二极管正向电压增加至一定程度时，二极管正向导通，电流随电压增加而逐渐增加；二极管反相电压增加至一定程度时，二极管反向击穿，反向电流随反相电压增加而逐渐增加；在正向电压较小或反相电压不足以使二极管击穿时，二极管处于截止状态，电流几乎为0。

（3）测量正向电压为0.7V左右时的电流ID以及反向击穿电压UBR，与手册上对应值比较。

①正向电压为0.7V左右，电流-电压关系如下：

由图中可以测量出，正向电压为0.7V时，电流ID=10.755mA。

②从图中观察分析反向电压图像如下：

从图中可以测量出，反向击穿电压UBR为100V左右。

手册上对应值为75V，仿真时发现实测反向击穿电压大于手册上对应值。

【第二部分】晶体管特性测试

（1）上网查阅2N2222A手册（datasheet），了解其参数。

查阅内容如下：

（2）用IV分析仪测量晶体管的输出特性，观察β随UCE和IC的变化情况。

①观察分析电路图设计如下：

②β随UCE和IC的变化情况分析如下：

（图像见下页）

根据公式β=IB/IC和β=△IB/△IC：

由各条图线随着UCE的增大而逐渐上升来看，β随着UCE的增大而逐渐增大。

由各条IB等距的图线随着IC增大距离越来越小来看，β随着IC的增大而逐渐减小。

（3）测量UCE为5V且IC为2mA左右时的β，与手册上对应值比较。

根据β值大致范围逐次逼近，最终确定一条最为接近题目要求的图线：

IB=9.316μA。

求得β=2.001mA/9.316μA=214.79。

手册上对应值为β=300。

实测β偏小。

（4）测量并估算Early电压值VA。

为了测量Early电压值，在图像上取多个点进行直线拟合，并求出y=0时的x值。

以下为取的几个点坐标：

由此拟合出的直线方程为：

y=0.00804063x+0.804413

令y=0，x=-100.044V。

故测得Early电压值VA为100.044V。

2.教材习题1.16。

电容C可用100uF，二极管可选用小功率二极管，如1N3064。

（1）搭建电路图如下：

（2）使用ParameterSweep方式将R从0至10kΩ范围内变化，二极管直流电压变化如下：

其中，在0至500Ω附近，下降趋势比较明显：

（3）使用万用表依次测量将R从0至1kΩ范围内变化时，二极管交流电流变化：

①搭建电路图及读数装置如下：

②由0至1000Ω读数如下表：

R/Ω

I/mA

R/Ω

I/mA

0

0.000

550

0.681

50

1.868

600

0.640

100

1.599

650

0.604

150

1.393

700

0.572

200

1.233

750

0.543

250

1.106

800

0.516

300

1.002

850

0.493

350

0.915

900

0.471

400

0.843

950

0.451

450

0.781

1000

0.433

500

0.728

③绘制I-R关系图如下：

（4）总结仿真结果

①在正常工作范围内，二极管的直流电压随着R的阻值增大而减小。

原因是：

R的增大使得在电阻两端的电压增大，通过二极管的直流电流减小，从而减小二极管两端的直流电压。

②在正常工作范围内，二极管的交流电流随着R的阻值增大而减小。

原因是：

R的增大使得在电阻两端的电压增大，通过二极管的直流电流减小，增大二极管动态内阻，从而交流电流也减小。

二、3月1日仿真作业

1、教材习题1.17（晶体管可选用小功率晶体管2N2222A，请选择Zetex厂商的）。

（1）搭建电路图如下：

（2）观察随uI变化时，uCE的变化情况如下图：

将两个拐点区域放大并进行测量：

因此：

uI在564mV附近从截止状态变为导通状态，uI在980mV附近从放大状态变为饱和状态。

2、选做：

仿真教材习题1.11（晶体管和稳压管用虚拟元件，自己修改参数）。

（1）搭建电路图如下：

（2）观察随uI变化时，uO的变化情况如下图：

（3）将教材习题1.11中的两个值代入进行测量：

因此：

uI=-5V时，uO=-110.38mV；uI=0V时，uO=-4.9791V，与实际计算结果接近。

三、仿真中遇到的问题及解决方法、收获和体会

在本次仿真中，由于有一段时间没有使用Multisim仿真软件，因此本次使用过程并不是非常顺利。

首先，对IV分析仪的调试过程之前较少接触到，因此使用时经常需要查阅网络资料并且需要经常翻译一些专业英文单词，造成仿真的过程比较艰难。

在完成“测量UCE为5V且IC为2mA左右时的β，与手册上对应值比较”任务时，由于不慎将IC看成IB，使得首次仿真结果并没有在指定范围内。

在发现错误后，为了寻找图像中合适的点，最初通过查找相关数据定下范围，最后依次逼近较为接近的点。

经过这次仿真，我对Multisim仿真软件更加熟悉了，并且对二极管和晶体管的概念和相关性质了解的更加透彻。

值得一提的是，通过这次仿真，我发现了在完成作业时不少忽略掉的细节，也对之前的书面作业题有了更深刻的了解。