实验2：使用IV法测试二极管、三极管和MOS管的输入输出特性曲线.pdf
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简介：
本实验通过内部电压源（IV）法测量不同类型的半导体器件——包括二极管、三极管及MOS管的输入与输出特性，绘制其I-V曲线。
实验2 IV法测试二极管、三极管及MOS管的输入输出特性曲线主要涉及电子元器件的基础知识，特别是半导体器件的工作特性的分析。本实验旨在使学习者掌握Multisim 12.0软件的应用技巧，包括元件的选择与放置、电路设计搭建以及参数修改和测试。
一、实验目的
1. 掌握Multisim 12.0的基本操作：通过此实验，学生将熟悉该软件界面，并学会如何选取并放置电路组件，同时掌握怎样调整元件的属性及标签。
2. 使用IV分析仪测定半导体器件特性：学习者需了解如何利用软件测量二极管、NPN和PNP三极管以及NMOS与PMOS场效应晶体管（MOS管）的输入输出特性曲线，以深入理解这些组件的工作模式。
二、实验内容
在本实验中，学生需要选择不同的晶体管型号，并搭建相应的电路模型。通过仿真获取各个器件的输出特性和输入特性曲线，并测量放大倍数和阈值电压等参数，同时识别放大区、饱和区及截止区域三个工作状态下的表现特点。
1. 输入特性曲线：在固定集电极与发射极之间电压VCE的情况下，改变基极电压VBE以观察并记录下基极电流IB的变化情况。随着VCE的增加，在超过一定值后输入特性的变化趋于稳定。
2. 输出特性曲线：保持恒定的基极电流IB不变时，调整集电极电压VCE来测量对应的集电极电流IC数值。根据这些数据可以绘制输出特性曲线，并据此判断晶体管的工作状态。
三、实验原理
以NPN型三极管为例，其输入和输出特性的分析是基于对基极与发射极端点之间以及集电极端点的电压-电流关系的研究。通过这两类特性曲线图，能够明确识别出该器件处于放大区、饱和区还是截止区域。
1. 放大区：当三极管工作在放大状态下时，即使是很微小的变化于基极电流IB也会导致较大的变化于集电极电流IC，并且此时的IC几乎不受VCE的影响。这种状态适合用于信号放大的应用场合。
2. 饱和区：在饱和区域中，随着IC增大到一定程度之后，尽管继续增加输入电压但不会引起输出电流的进一步增长；三极管在此时作为开关被开启。
3. 截止区：当处于截止状况下，无论是发射结还是集电极端都呈现反向偏置状态，并且此时的IC几乎为零。这意味着它正在执行关闭功能的角色。
四、实验报告要求
提交的实验报告应该包括仿真文件、电路图截图、参数设置界面以及结果图表等部分；此外还需要对所得到的数据进行分析并总结出在此过程中遇到的问题与挑战，同时也要反思自己对于半导体器件特性的掌握程度及Multisim 12.0软件在教学中的应用价值。
通过此次实验操作训练，不仅能够加深学生对半导体元件性能的理解和认识，并且还提高了使用电路仿真工具解决实际问题的能力水平。为今后电子电路设计与分析提供了必要的理论基础和技术支持。
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