二极管的基本电路及其分析方法学习教案

1、会计学1二极管的基本二极管的基本(jbn)电路及其分析方法电路及其分析方法第一页，共14页。3.4.1 简单简单(jindn)二极管电路的图解二极管电路的图解分析方法分析方法 二极管是一种非线性器件，因而其电路一般要采用二极管是一种非线性器件，因而其电路一般要采用(ciyng)(ciyng)非线性电路的分析方法，相对来说比较复杂非线性电路的分析方法，相对来说比较复杂，而图解分析法则较简单，但前提条件是已知二极管的，而图解分析法则较简单，但前提条件是已知二极管的V V -I -I 特性曲线。特性曲线。第1页/共13页第二页，共14页。例例3.4.1 电路如图所示，已知二极管的电路如图所示，已知二

2、极管的V-I特性曲线特性曲线(qxin)、电源、电源VDD和电阻和电阻R，求二极管两端电压，求二极管两端电压vD和流过二极管的电流和流过二极管的电流iD 。 解：由电路的解：由电路的KVLKVL方程，可得方程，可得 RViDDDDv DDDD11VRRi v即即 是一条斜率为是一条斜率为-1/R的直线的直线(zhxin)，称为负载线，称为负载线 Q的坐标值（的坐标值（VD，ID）即为所求。）即为所求。Q点称为电路点称为电路(dinl)的工作的工作点点第2页/共13页第三页，共14页。 3.4.2 二极管电路的简化二极管电路的简化(jinhu)模型分析方模型分析方法法1.1.二极管二极管V-I

3、V-I 特性特性(txng)(txng)的建模的建模 将指数模型将指数模型 分段线性化，得到二极管特性的等效模型。分段线性化，得到二极管特性的等效模型。)1e (DSD TVIiv（1 1）理想模型）理想模型 （a a）V V- -I I特性特性 （b b）代表符号）代表符号 （c c）正向偏置时的电路模型）正向偏置时的电路模型 （d d）反向偏置时的电路模型）反向偏置时的电路模型实际电路(dinl)，电源电压远比二极管的管压降大时正偏时，管压降为0V；反偏，电阻无穷大，电流为0第3页/共13页第四页，共14页。 门坎电压Vth约为 0.5V（硅管）；rD=0.70.52001VVmA 3.4

4、.2 二极管电路二极管电路(dinl)的简化模型分析方的简化模型分析方法法1.1.二极管二极管V-I V-I 特性特性(txng)(txng)的建模的建模（3 3）折线模型）折线模型（a）V-I特性特性 （b）电路模型）电路模型 二极管导通后，管压降认为是恒定(hngdng)的，且不随电流而变，典型值（硅管） 当二极管的电流iD近似等于或大于1mA时用此模型才正确，近似分析里常用（2 2）恒压降模型）恒压降模型（a）V-I特性特性 （b）电路模型）电路模型 导通时导通时i与与u成成线性关系线性关系 Vth和人rD不是固定不变的第4页/共13页第五页，共14页。 3.4.2 二极管电路的简化二极

5、管电路的简化(jinhu)模型分析模型分析方法方法1.1.二极管二极管V-I V-I 特性特性(txng)(txng)的建模的建模（4 4）小信号）小信号(xnho)(xnho)模型模型vs =0 时时, Q点称为静态工作点点称为静态工作点 ，反映直流时的工作状态。，反映直流时的工作状态。)(11sDDDDvv VRRivs =Vmsin t 时（时（VmVT 。 （a）V-I特性特性 （b）电路模型）电路模型第7页/共13页第八页，共14页。 3.4.2 二极管电路二极管电路(dinl)的简化模型分析方的简化模型分析方法法2 2模型分析法应用模型分析法应用(yngyng)(yngyng)举例

6、举例（1 1）整流）整流(zhngli)(zhngli)电路电路（a）电路图）电路图 （b）vs和和vO的波形的波形半波整流电路已知vs为正弦波（图b），用二极管理想模型定性地绘制v0的波形第8页/共13页第九页，共14页。2 2模型分析法应用模型分析法应用(yngyng)(yngyng)举例举例（2 2）静态工作情况）静态工作情况(qngkung)(qngkung)分析分析V 0D VmA 1/DDD RVI理想理想(lxing)模型模型（R=10k ） 当当VDD=10V 时，时，mA 93. 0/ )(DDDD RVVI恒压模型恒压模型V 7 . 0D V（硅二极管典型值）（硅二极管典型

7、值）折线模型折线模型V 5 . 0th V（硅二极管典型值）（硅二极管典型值）mA 931. 0DthDDD rRVVI k 2 . 0Dr设设V 69. 0DDthD rIVV当当VDD=1V 时，时， （自看）（自看）（a）简单二极管电路）简单二极管电路 （b）习惯画法）习惯画法 第9页/共13页第十页，共14页。2 2模型模型(mxng)(mxng)分析法应用举例分析法应用举例（3 3）限幅电路）限幅电路(dinl)(dinl) 电路如图，电路如图，R = 1k，VREF = 3V，二极管为硅二极管。分别用理想模型，二极管为硅二极管。分别用理想模型(mxng)和恒压降模型和恒压降模型(m

8、xng)求解，当求解，当vI = 6sint V时，绘出相应的输出时，绘出相应的输出电压电压vO的波形。的波形。 第10页/共13页第十一页，共14页。2 2模型分析法应用模型分析法应用(yngyng)(yngyng)举例举例（4 4）开关电路）开关电路电路电路(dinl)如图所示，求如图所示，求AO的电压值的电压值解：解： 先断开先断开D，以，以O为基准为基准(jzhn)电位，电位， 即即O点为点为0V。 则接则接D阳极的电位为阳极的电位为- -6V，接阴极的电位为，接阴极的电位为- -12V。阳极电位高于阴极电位，阳极电位高于阴极电位，D接入时正向导通。接入时正向导通。导通后，导通后，D的

9、压降等于零，即的压降等于零，即A点的电位就是点的电位就是D阳极的电位。阳极的电位。所以，所以，AO的电压值为的电压值为- -6V。第11页/共13页第十二页，共14页。end2 2模型分析法应用模型分析法应用(yngyng)(yngyng)举例举例（6 6）小信号工作情况）小信号工作情况(qngkung)(qngkung)分析分析图示电路图示电路(dinl)中，中，VDD = 5V，R = 5k，恒压降模型的，恒压降模型的VD，vs wt V。（1）求输出电压）求输出电压vO的交流量和总量；（的交流量和总量；（2）绘出）绘出vO的波形。的波形。 直流通路、交流通路、静态、动态等直流通路、交流通路、静态、动态等概念，在放大电路的分析中非常重要。概念，在放大电路的分析中非常重要。第12页/共13页第十三页，共14页。NoImage内容(nirng)总结会计学。3.4.1 简单二极管电路的图解分析方法。例3.4.1 电路如图所示，已知二极管的V-I特性曲线、电源VDD和电阻R，求二极管两