实验一、半导体器件仿真实验

实验一、半导体器件仿真实验

1.1.1 实验目的：

(1) 熟悉multisim10软件的使用方法

(2) 学会用multisim10软件进行仿真测试及绘制三极管的输出特性曲线 (3) 掌握半导体二极管的伏安特性 (4) 掌握半导体三极管的输出特性

1.1.2计算机仿真实验内容：

半导体二极管伏安特性仿真实验

（1） 二极管正向特性测试仿真电路如图1.1所示。改变RW阻值的大小，可以改变二极管两端正向电压的大小，从而其对应的正向特性参数。

1Rw1.5kΩ50%Key=AV13 V 2R2100ΩU1DC 10MW3+U31.840m-A4DC 1e-009WD11N916++0.810-V0.626-VU2DC 10MW0

图1.1 测试二极管正向伏安特性实验电路

在仿真电路图1.1中，依次设置滑动变阻器RW触点至下端间的电阻值，调整二极管两端的电压。启动仿真开关，将测得的VD、ID及换算的rD的数值填入表1.1中，研究分析仿真数据。

表1.1 二极管正向伏安特性测量数据

RW 10% 300 20% 548 30% 594 50% 626 70% 656 90% 718 VD/mV 1

ID/mA VDID/? 0.000056 0.000153 0.000738 0.001840 0.003480 0.008413 rD? （2） 二极管反向特性测试仿真电路如图1.2所示。改变RW阻值的大小，可以改变二极管两端反向电压的大小，从而其对应的反向特性参数。

1Rw1.5kΩ50%Key=AV1125 V +2R1100ΩU33+7.105u-A4D11N916DC 1e-009W62.492-VU1DC 10MW+62.490-VU2DC 10MW0

图2 测试二极管反向伏安特性实验电路

在仿真电路图1.2中，依次设置滑动变阻器RW触点至下端间的电阻值，调整二极管两端的电压。启动仿真开关，将测得的VD、ID及换算的rD的数值填入表1.1中，研究分析仿真数据。

表1.2 二极管反向伏安特性测量数据

RW 10% 12500 0.001776 20% 24998 0.003553 30% 37499 0.00 50% 62490 0.007105 70% 87498 0.014 90% 101085 49 VD/mV ID/mA VDIDrD?/? 最后通过比较表1.1和表1.2数据得出二极管的伏安特性。

2

三极管输出特性曲线测试仿真电路：

(1) 点测法绘制晶体管的输出特性曲线（根据所测数据在方格纸上画出晶体管的输出特性曲线，并在曲线上求出晶体管在工作点Q处的直流放大倍数）

U2+-3.444m-ADC 1e-009W42R2R110kΩU17+Q1-A5R3500Ω50%Key=B60.021m32N2222DC 1e-009W200kΩ50%Key=A++1V13 V 0.653-VU3DC 10MW5.570-VU4DC 10MWV212 V 0

图3三极管输出特性测试电路

UBQ CEQ 表1.3 三极管输出特性曲线测量数据

I ICQ ≈0V 3.980μ 5.196μ 4.667μ 2.493μ 1.345μ ≈2V -2.438m -4.712m -9.398m -0.013 -0.014 ≈4V -3.035m -5.947m -0.012 -0.016 -0.018 ≈6V -3.583m -7.076m -0.014 -0.019 -0.022 ≈8V -4..196m -8.257m -0.017 -0.023 -0.025 20μA 40μA 80μA 100μA 120μA

（2）虚拟伏安特性分析仪（IV-Analysis）观察三极管输出特性曲线

实验步骤：1 调出“IV-Analysis”

2 设置“IV-Analysis”,包括：“Components” “Simulate Param” 3 仿真实验测试

4 根据实验数据，确定静态工作点Q位置及直流放大倍数。

3

5 与点测法所得的直流放大倍数进行比较。

图4 虚拟伏安特性分析仪测试三极管输出特性

1.1.3 实验报告要求

（1） 实验目的。

（2） 简述实验原理。

（3） 简述实验步骤，给出仿真实验电路图。

（4） 完成仿真实验表1.1,1.2, 中各项数据的填写，分析仿真数据得出实验结

论。

（5） 完成仿真实验表1.3中各项数据的填写，在方格纸上画出三极管的输出特

性曲线组，并在曲线上求三极管的直流放大倍数。

（6） 给出虚拟伏安特性分析仪的输出结果，与点测法所得的直流放大倍数进

行比较。

（7） 分析三级管输出特性曲线族特征。

4

（8）

5