步骤1：准备仿真电子元件和实验仪器。

本实验使用的仿真电子元件为二极管（DIODE）。实验仪器为直流激励电源（DC）和直流扫描分析仪（DC SWEEP）。

直流激励电源（DC）属于激励源模式，该模式为为电路仿真提供各类输入信号(如直流电压、正弦波信号、脉冲信号等)。

①单击工具箱Generator Mode图标；

②选择DC项；

③鼠标移动到绘图窗口，此时光标变为铅笔形；

④在绘图窗口合适的位，单击鼠标左键放置直流激励电源(DC)。

图 1 引入直流激励电源(DC)到电路绘制窗口

直流扫描分析仪（DC SWEEP）属于图表模式，用于电路仿真数据可视化与分析（如直流扫描分析、模拟分析等）。

⑤单击工具箱Graph Mode图标；

⑥选择DC SWEEP项；

⑦鼠标移动到绘图窗口，此时光标变为铅笔形；

⑧在绘图窗口合适的位，单击鼠标左键放置直流扫描分析仪(DC SWEEP)。

图 2引入直流扫描分析仪到电路绘图窗口

步骤2：绘制实验电路

绘制后的实验电路如下图所示。

图 3 绘制完成的实验电路

在电路上加入电流探针

电流探针用于测量模拟电路流过的电流，可实时探测电流的方向与大小，常用于电源电路、放大器电路等需要观测电流参数的场景。本实验使用电流探针来获取在不同电压下流过二极管的电流大小，将测量的值与DC SWEEP关联，让DC SWEEP动态显示电压和电流变化曲线，观察曲线是否符合二极管伏安特性曲线。

⑨单击工具箱Probe Mode图标；

⑩选择CURRENT项；

⑪鼠标移动到绘图窗口，此时光标变为铅笔形；

⑫在绘图窗口合适的位，单击鼠标左键放置电流探针（CURRENT）。

图 4引入电流探针到电路绘图窗口

⑬将电流探针放置到直流激励电源与二极管的接线电路上，放置方法见图5。

图 5电流探针放置准备探测的电路上

⑭编辑直流激励电源属性，配置电压为800m（0.8V），如图6所示。

图 6配置直流激励电源为800毫伏

⑮配置电流探针的名称为“DC(A)”

⑯仿真运行电路，若电路连接正确、探针放置正确，探针一侧会显示流过的电流大小。如图7所示。

图 7运行仿真电路，观察探测的电流

步骤3：配置DC SWEEP

编辑DC SWEEP属性。

图 8 DC SWEEP属性对话框

对话框中包含如下设置内容：

Graph title：图表标题。

Sweep variable：扫描变量，本实验扫描直流激励电源，直流激励电源的名称为V，因此扫描设置为V。

Start value：扫描变量起始值，这里设置从-800mV开始

Stop value：扫描变量终止值，这里设置800mV结束。

Nominal value：标称值，设置为0即可。

No.steps：一次扫描增加的数值，这里设置为50，每次扫描，扫描变量会增加50mV，直至800mV停止扫描。

Left Axis Label：左边坐标轴标签。

Right Axis Label：右边坐标轴标签。

根据电路实际需要设置直流扫描分析图表，编辑完成后，单击“OK”按钮完成设置。

步骤4：编辑直流激励电源属性

双击直流激励电源符号，打开属性设置对话框。如图9所示。

①选择Manual Edits；

②设置电压值为变量V；

③单击“OK”按钮保存更改。

图 9直流激励电源属性对话框

步骤5：添加电流探针到DC SWEEP

在进行DC SWEEP分析时，可以添加多个电流探针，添加步骤如下：

①用鼠标选择DC SWEE分析仪，单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“Add Trace”命令，或按下Ctrl+T键，弹出“Add Transient Trace”对话框；

②下拉第一个“Probe P1”列表框，选择电流探针的名称；

③单击“OK”按钮保存更改。

图 10Add Transient Trace

添加电流探针到DC SWEEP后，DC SWEEP界面如图11所示。

图 11已添加电流探针的DC SWEEP界面

步骤6：仿真运行电路

针对分析仪器的仿真，Proteus专门提供了针对分析仪器的仿真命令。展开“Gyaph”菜单，在列出的菜单中选择“simulate Graph”项或按下Space键，或者鼠标选择DC SWEEP，单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“simulate Graph”项，都会启动分析仪器的仿真。仿真运行图表如图17所示。

图 12 二极管的正向伏安特性曲线

从图12可以看出，二极管从0.7V开始随着电压的增加，电流逐步增大，电流的增长速度与电压的增长速度为非线性关系，电流增长迅速，电压增长缓慢。

普通硅二极管的反向击穿电压为100V，在电路中，将二极管反接，配置DC SWEEP从99V到101v，间隔设置为50，会显示完整的反向伏安特性曲线，包含反向截止区（微小漏电流）和陡峭的击穿区（电流急剧上升）。若间隔设置为1，由于电压步进过小（仅0.04V/步），击穿区特性被线性化，表现为斜直线，这种设置会丢失非线性特征，适用于观察局部线性区域的微小变化。

因此，在使用DC SWEEP分析电压和电流的关系时，要注意设置起始电压、终止电压、间隔值。

图 13二极管反向伏安特性曲线

查阅二极管的参数

在Proteus中，查阅二极管的参数非常方便，用鼠标双击二极管元件，打开二极管属性对话框，在属性对话框内会显示二极管相关参数。

二极管参数解读：

‌(IS=2E-9)：反向包含电流，表示PN结在反向偏压下的漏电流，2E-9为2nA，该参数直接影响二极管的反向功耗和温度稳定性。

(RS=0.03Ω)：阻值特性，反映二极管内部材料的阻值，30mΩ的数值表明导通损耗较低。该参数会影响大电流工作时的正向压降特性。

‌(N=2)：发射系数，描述二极管I-V特性的理想程度，数值2表示存在复合电流效应。典型硅二极管一般在1-2之间。

(TT=6E-6s)：‌渡越时间，6μs的载流子渡越时间表明这是中速恢复二极管。该参数影响开关速度和反向恢复特性。

‌结电容参数：零偏压结电容CJO=20pF，结电势VJ=0.75V，梯度系数M=0.333，这些参数决定高频特性与开关损耗。

反向击穿特性：击穿电压BV=100V，对应电流IBV=100μA，该参数定义二极管的最大反向工作电压。