一、实验目的

1.  掌握二极管的伏安特性；

2.  掌握整流电路的作用；

3.  掌握二极管半波整流电路的电路结构及特点；

4.  掌握示波器的使用方法。

二、实验仪器

1.  交流电压源

2.  Ground

3.  普通电阻

4.  普通二极管1N4001

5.  交流电压表

6.  泰克示波器

三、实验原理

1.   二极管的伏安特性

二极管具有单向导电性，其伏安特性（如图1）所示。

图1 二极管的伏安特性曲线

由图1可以看出，二极管的伏安特性可以分为3个部分：

（1）正向特性：表示当外加正向电压时二极管的工作情况，导通后二极管的端电压基本上是一个常量；

（2）反向特性：表示当外加反向电压时二极管的工作情况，反向饱和电流越小，表明二极管性能越好；

（3）反向击穿特性：当反向电压增大到某一数值时，反向电流突然增大，这种现象称为击穿，此时的电压称为反向击穿电压（U_BR）。

2.   半波整流电路

整流电路的功能是将交流电压转换为直流电压。图2（a）为二极管半波整流电路，图2（b）为正弦输入情况下电阻两端的电压波形（二极管的输出电压波形）。

图2 二极管半波整流电路及输入为正弦时输入与输出波形

从图2（b）中可以看出，二极管输入端是一个完整的正弦波，而输出端没有电压波形的负半周，只有一个方向不变的波动电压（电压极性没有变化），这种电压称为脉动电压。

根据二极管的单向导电性，在输入电压处于交流电压正半周时，二极管导通，输出电压u_o=u_i-U_d（其中U_d为二极管的管压降）；输入电压处于负半周时，二极管截止，输出电压u_o=0。

设输入交流电压源表达式为：u_i=U_msin(ωt)，忽略二极管管压降后，半波整流电路输出脉动电压的平均值为：

其中，U_m为二极管输出电压的最大值，。