实验六 含有二极管的非线性电路分析

5、电路课程设计总结
通过这次仿真，我们对于非线性元件二极管有了进一步研究，理解了为什么折线模型最接近实际情况。并且对于静态工作点的概念与作用也有了深刻印象，学会了通过选取静态工作点的方法来消除非线性失真。
实验六 含有二极管的非线性电路分析
1、电路课程设计目的
（1）研究普通二极管的伏安特性曲线；
（2）观察大信号交流电源作用下不同静态工作点的电流波形。
2、设计电路原理与说明
二极管具有单向导电性的特点。其电压与电流的关系呈现非线性特点。研究二极管常用到理想模型、恒压降模型、折线模型等，折线模型最接近于实际情况，但是计算较为麻烦。二极管用于交流电路中具有整流的作用。这次仿真便是通过选择静态工作点，消除二极管的非线性失真，得到完整的正弦波形。
3、电路课程设计仿真内容与步骤及结果
（1）分析二极管的伏安特性；ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
图一
图中明显显示出了二极管的门槛电压，接近于折线模型。
（2）观察通过二极管的电压、电流波形；
图二
波形如下：
图三
（3）改变静态工作点，将直流源调为12V，观察电压电流的波形；
图四
波形如下：
图五
波形为标准的正弦波，消除了非线性失真。
4、仿真结果与理论分析对比及仿真中的注意事项
仿真结果与折线模型较为接近，在直流源置零位的时候，波形出现明显失真，属于半波整流电路。在加上直流源作用后，波形得到明显改善。直流源可以使得交流信号不受门槛电压的限制，从而得到完整波形。仿真中需要测定电流的波形，在此仿真试验中利用了电流控制电压源来实现，在接线时还需注意。另外，静态工作点即直流源电压值选取不同会使得波形改善情况不同。在仿真中，要根据实际波形对直流源做适当调整，这样才能得到完整的正弦波形图。