9-21(二极管及基本电路)3

1、上节课要点回顾上节课要点回顾二极管几种模型的比较二极管几种模型的比较(硅二极管硅二极管,常温下）常温下）理想模型理想模型恒压降模型恒压降模型折线模型折线模型V-I特性特性代表符号代表符号适用条件适用条件 精确程度精确程度 管压降管压降类别类别DDDVVmAID1mAID1粗略粗略合理合理近似近似很好很好DVthV 200DrDrDvDvDvDiDiDiVVD7 . 0VVth5 . 0VVD0符号规定符号规定大写字母、大写下标，表示直流量。大写字母、大写下标，表示直流量。 如：如： 小写字母、大写下标，表示直流量加交流分量。如：小写字母、大写下标，表示直流量加交流分量。如： 小写字母、小写下标

2、，表示交流分量。如：小写字母、小写下标，表示交流分量。如： 大写字母、小写下标，表示交流分量有效值。大写字母、小写下标，表示交流分量有效值。 如：如： biBiBIbIBibiBiBIbI频率频率f阅读以下规定，并参照图示曲线、表达式填写表格阅读以下规定，并参照图示曲线、表达式填写表格)(mA)(mA)(mA)(mA)(mA)(ZH5t100sin35t100sin32350o5)(stt100sin3 3.4.2 3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法二极管电路的简化模型分析方法（4 4）小信号模型）小信号模型 时时, , 当当静态静态动态动态0svtVvmsinsivDDDD11VRvR

3、iDvDiDDVmDDVVmDDVVDDivdr)sin(11DDDDtVVRvRimQ直流等效电阻直流等效电阻交流等效电阻交流等效电阻DDIVDDiv 3.4.2 3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法二极管电路的简化模型分析方法DDdivrDDdddvig TVID dd1gr 则则DIVT 常温下（常温下（T T=300K=300K，V VT T =26mV=26mV）13,mA2dDrI（a）V-I特性特性 （b）电路模型）电路模型小信号模型中的微变电阻（交流电阻）小信号模型中的微变电阻（交流电阻）【小数据小数据】微变电导微变电导QQigDDdddv vTVvTVI/SDeTViD)

4、 1e(/SDDTVvIi微变电导微变电导 3.4.2 3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法二极管电路的简化模型分析方法（a a）V-IV-I特性特性 （b b）电路模型）电路模型讨论：讨论：小信号模型中的微变电阻大小与静态工作点小信号模型中的微变电阻大小与静态工作点Q位置有关位置有关该模型用于二极管处于正向偏置条件下，且电源电压远大于二极管压降该模型用于二极管处于正向偏置条件下，且电源电压远大于二极管压降例例3.4.73.4.7图示电路中，图示电路中，V VDD DD = 5V= 5V，R R = 5k = 5k ，恒压降模型的，恒压降模型的V VD D=0.7V=0.7V， 。（。（1

5、 1）求输出电压）求输出电压 的交流量和的交流量和总量；（总量；（2 2）绘出）绘出 的波形。的波形。 3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法二极管电路的简化模型分析方法 + iD vo - R + - vs vDD D vD + - tVvsin1 . 0sovovend V VDD DD = 5V= 5V，R R = 5k = 5k ，恒压降模型，恒压降模型V VD D=0.7V=0.7V， 直流通路、交流通路、静态、动态直流通路、交流通路、静态、动态等概念，在放大电路的分析中非常重要。等概念，在放大电路的分析中非常重要。VVVVVVDDD3 . 47 . 050解：解：输出的直流电压分

6、量输出的直流电压分量mAKVRVVIDDDD86. 053 . 43.4.2 二极管电路的简化模型分析方法二极管电路的简化模型分析方法tVvsin1 . 0s流过二极管的直流电流流过二极管的直流电流此工作点处二极管的交流等效电阻此工作点处二极管的交流等效电阻3086. 02626mAmVImVrDdend 直流通路、交流通路、静态、动态直流通路、交流通路、静态、动态等概念，在放大电路的分析中非常重要。等概念，在放大电路的分析中非常重要。VkkkVrRRVsmdm0994. 01 . 003. 0550解：解：输出的交流电压分量振幅输出的交流电压分量振幅3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法二

7、极管电路的简化模型分析方法 V VDD DD = 5V= 5V，R R = 5k = 5k ，恒压降模型，恒压降模型V VD D=0.7V=0.7V， tVvsin1 . 0send直流分量、交流分量叠加合并后得到：直流分量、交流分量叠加合并后得到：3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法二极管电路的简化模型分析方法 V VDD DD = 5V= 5V，R R = 5k = 5k ，恒压降模型，恒压降模型V VD D=0.7V=0.7V， tVvsin1 . 0s根据根据Q Q点算出微变电阻点算出微变电阻r rd d + iD vo - R + - vs vDD D vD + - + ID V

8、o - R vDD D vD + - + id vo - R + - vs rd + - vd 3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法二极管电路的简化模型分析方法小信号工作情况分析总结：小信号工作情况分析总结：分析电路的静态工作情况分析电路的静态工作情况( (求出静态工作点求出静态工作点Q)Q)；最后与静态值叠加，得出完整值最后与静态值叠加，得出完整值根据小信号交流电路模型，求出小信号作用下电路的交流电压、电流；根据小信号交流电路模型，求出小信号作用下电路的交流电压、电流；1.1.符号及稳压特性符号及稳压特性 利用二极管反向击穿特性实现稳压。利用二极管反向击穿特性实现稳压。3.5.1 3.5

9、.1 齐纳二极管（稳压管）齐纳二极管（稳压管）(1) (1) 稳定电压稳定电压VZ(2) (2) 动态电阻动态电阻rZ 在规定的稳压管反向工作电流在规定的稳压管反向工作电流IZ下，所对应的反向工作电压。下，所对应的反向工作电压。rZ = VZ / IZ(3)(3)最大耗散功率最大耗散功率 PZM(4)(4)最大稳定工作电流最大稳定工作电流 IZmax(5)(5)稳定电压温度系数稳定电压温度系数 VZ2. 2. 稳压二极管主要参数稳压二极管主要参数3.5.1 3.5.1 齐纳二极管（稳压管）齐纳二极管（稳压管）和最小稳定工作电流和最小稳定工作电流 IZmin3. 3. 稳压电路稳压电路正常稳压时

10、正常稳压时 VO =VZ3.5.1 3.5.1 齐纳二极管（稳压管）齐纳二极管（稳压管）3.5.1 3.5.1 齐纳二极管（稳压管）齐纳二极管（稳压管）例例3.5.2已知汽车收音机的直流电源为已知汽车收音机的直流电源为9V,音量最大时需供给音量最大时需供给的功率为的功率为0.5W。汽车上的供电电源在。汽车上的供电电源在1213.6V之间波动。之间波动。要求选合适的稳压管和合适的限流电阻要求选合适的稳压管和合适的限流电阻DZRuo汽车用汽车用收音机收音机汽车汽车电源电源解：解：VVZ91、选稳压管的稳定电压、选稳压管的稳定电压IVLV3.5.1 3.5.1 齐纳二极管（稳压管）齐纳二极管（稳压管

11、）DZRuo汽车用汽车用收音机收音机汽车汽车电源电源IVLVmaxLIminZI限流电阻限流电阻R R最大值为最大值为maxminImmaxLZZinIIVVRmAmAVV565912 49 47R取取收音机音量最响时，收音机音量最响时，LLLVPImaxmaxVW95 . 0mA56inVIm2、选限流电阻大小、选限流电阻大小3.5.1 3.5.1 齐纳二极管（稳压管）齐纳二极管（稳压管）DZRuo汽车用汽车用收音机收音机汽车汽车电源电源IVLVaxVImmaxZI稳压管的最大电流为：稳压管的最大电流为：RVVIZaxZImmax稳压管的最大耗散功率为：稳压管的最大耗散功率为：ZZZVIPm

12、axmax选选2CW1072CW107，稳压管即可，稳压管即可4796 .13VVmA98VmA 998mW8823、确定稳压管的最大耗散功率、确定稳压管的最大耗散功率(在输入电压最大，收音机关机时在输入电压最大，收音机关机时)3.5.1 3.5.1 齐纳二极管（稳压管）齐纳二极管（稳压管）DZRuo汽车用汽车用收音机收音机汽车汽车电源电源IVLV在输入电压最大时，在输入电压最大时， 电阻的最大耗散功率为：电阻的最大耗散功率为：maxRP选选1W,47 1W,47 电阻即可电阻即可RVVZax2Im)(47)96 .13(2VVmW450axVIm4、确定电阻的最大耗散功率、确定电阻的最大耗散

13、功率例例 稳压二极管的稳定电压稳压二极管的稳定电压UZ = 5V，正向压降忽略不计正向压降忽略不计。当当输入电压输入电压Ui 分别为分别为 直流直流10 V、3 V、-5V时，求输出电压时，求输出电压UO；若若 ui = 10sin tV，试画出试画出 uo 的波形。的波形。DZRuoui+解：解： Ui = 10V：DZ 工作在反向击穿区，稳压，工作在反向击穿区，稳压，UO = UZ = 5VUi = 3V：DZ 反向截止反向截止，UO = Ui = 3VUi = -5V：DZ 工作在正向导通状态，工作在正向导通状态，UO = 0VDZRuo+DZRuo+稳压管应用举例稳压管应用举例10V-

14、5Vuit 10VDZRuoui+ui正半周，正半周，当当ui UZ，DZ 反向击穿，反向击穿，uO = 5V+R-IR+-RLIOVOVIIZDZ自我检验题自我检验题minZImaxZIminZZIImaxZZII3.5.2 3.5.2 变容二极管变容二极管（a）符号）符号 （b）结电容与电压的关系（纵坐标为对数刻度）结电容与电压的关系（纵坐标为对数刻度） 3.5.4 3.5.4 光电子器件光电子器件1. 光电二极管光电二极管 （a）符号）符号 （b）电路模型）电路模型 （c）特性曲线）特性曲线 光电二极管工作于反向偏置状态。无光照时电路中电流很小，有光光电二极管工作于反向偏置状态。无光照时电路中电