基于PSpice软件的二极管特性仿真.doc

微电子实验报告
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实验一基于PSpice软件的二极管特性仿真
班级信息安全2班姓名张亮学号20110806228
一、实验目的
掌握PSpice中电路图的输入和编辑方法
学习PSpice中分析设置、仿真、波形查看的方法
二、实验内容
电路如图所示，图中R=10k，二极管选用1N4148，且Is=10nA，n=2。对于VDD=10V和VDD=1V两种情况下，求ID和VD的值，并与使用理想模型、恒压降模型和折线模型的手算结果进行比较。（设置直流工作点分析）

电路如图所示，图中R=1k，VREF=5V，且Is=10nA，n=2。试用PSpice分析当二极管正接与反接时，电路的电压传输特性vO=f（vI）（指针处）；若输入电压VI=Vi=10sint（V）时，求VO的波形，并与使用理想模型和恒压降模型分析的结果进行分析。二极管为1N4148。（设置直流扫描分析与瞬态分析）

稳压电路如图所示，使用直流偏移为12.8V，振幅为0.8V，频率为100Hz的正弦信号源，稳压管使用1N4739。试绘出负载上电压VL（指针处）的波形，观察电路的稳压特性。其中负载电阻RL为162，限流电阻R为。

三、实验原理
稳压二极管的作用及工作原理
隧穿伪结的位垒，形成大的反向电流，此时电压基本不变，称为隧道击穿。当反向电压比较高时，在位垒区内将可能产生大量载流子，受强电场作用形成大的反向电流，而电压亦基本不变，为雪崩击穿。因此，反向电压临近击穿电压时，反向电流迅速增加，而反向电压几乎不变。这个近似不变的电压称为齐纳电压（隧道击穿）或雪崩电压（雪崩击穿）。
二极管的特性
二极管最重要的特性就是单方向导电性。在电路中电流只能从二极管的正极流入负极流出。下面简单的说明二极管的正向特性和反向特性。
1.正向特性。在电子电路中，将二极管的正极接在高电位端，负极接在低电位端，二极管就会导通，这种连接方式称为正向偏置。
2.反向特性。在电子电路中二极管的正极接在低电位端，负极接在高电位端。此时二极管中几乎没有电流流过，此时二极管处于截止状态，这种连接方式称为反向偏置。二极管处于反向偏置时，仍然会有微弱的反向电流流过二极管，称为漏电流。

四、实验方法与步骤
实验方法：
采用基于PSpice进行微电子设计的方法。
采用的软件工具是PSpice软件仿真平台。

实验步骤：
1、点击CaptureCIS打开Pspice，新建一个工程：File—>New->看到如下界面，新建一个Project文件：我们要进行的是数模混合仿真，因此选择第一个:AnalogorMixed-signalCircuit。
2、有了基本的界面，需要添加器件库，一般采用快捷键SHIFT+P。
3、设置器件参数
4、现在选择PSICE\NEWSIMULATIONPROFILE，为新的仿真取名
5、设置偏压点分析
6、启动PSPICE仿真，需要单击主工具栏内的按钮或者是PSICE\RUN功能菜单选项来启动运行程序仿真。

五、实验结果与分析
实验一

根据上图可得电压VD=484.8mV
理想模型：正向偏置时，管压降为0，则VD=0，I=0.1mA
恒压将模型：管压降默认不变，典型值为0.7V(硅管).则VD=0.7，I=(1-0.7)/10k=0.03mA
折线模型：二极管门槛电压为0.5V,则有r=（Vdd-Vth）/（1mA）=0.5k

实验二

实验三

六、实验结论
本次实验我收获到了很多加法器的相关知识，虽然期间我遇到了很多无法解决的问题，但最终都通过查阅资料，询问同学，一一得到了解决。实验中我们完成了3个加法器的编写：一个是最简单的一位全加器，一个是较为复杂的串行加法器；最后一个是并行加法器，他的编写方法较为复杂。每组实验我们都编写了他们的源代码，并且通过时序仿真和功能仿真不同的仿真方式让我对加法器这个逻辑学电子元件有了更深层次的了解。实验过程中经过老师的指导对QuartusⅡ的操作有了基础的认识。实验过程中我遇到了很多问题，，最终在老师同学和自己的不懈努力中得以解决。其中我遇到了一些代码上的书写错误问题，编译无法运行问题，以及时序仿真时出现的问题。不过最后在查阅相关资料后明白了自己是少了一些过程。对于引脚的设定，本次实验中做的还不错。
本次实验我收获了很多关于VHDL语言以及QuartusII9.0的基本知识，也掌握了编写代码过程中需要严格注意的问题。相信我在以后的实验过程中，会更加努力。