二极管的基本电路及其分析方法

1、会计学1二极管的基本电路及其分析方法二极管的基本电路及其分析方法例例3.4.1 电路如图所示，已知二极管的电路如图所示，已知二极管的V-I特性曲线、电源特性曲线、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，称为的直线，称为负载线负载线 Q的坐标值（的坐标值（VD，ID）即为所求。）即为所求。Q点称为电路的点称为电路的工作点工作点第1页/共15页 3.4.2 二极管电路的简化模型二极

2、管电路的简化模型分析方法分析方法1.1.二极管二极管V V- -I I 特性的建模特性的建模 将指数模型将指数模型 分段线性化，得到二极分段线性化，得到二极管特性的等效模型。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，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2页/共15页 门坎电压Vth约为 0.5V（硅管）；rD=0 .7 0 .52 0

3、 01VVm A 3.4.2 二极管电路的简化模型二极管电路的简化模型分析方法分析方法1.1.二极管二极管V V- -I I 特性的建模特性的建模（3 3）折线模）折线模型型（a）V-I特性特性 （b）电路模型）电路模型 二极管导通后，管压降认为是恒定的，且不随电流而变，典型值0.7V（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）恒压降模型模型（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成线性成线性关系关系 Vth和人rD不是固定不变的第3页/共15页 3.4.2 二极管电路的简化模型二极管电路的简化模型分析方法分析方

4、法1.1.二极管二极管V V- -I I 特性的建模特性的建模（4 4）小信号）小信号模型模型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6页/共15页 3.4.2 二极管电路的简化模型二极管电路的简化模型分析方法分析方法2 2模型分析法应用举例模型分析法应用举例（1 1）整流电路）整流电路（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

5、形第7页/共15页2 2模型分析法应用举例模型分析法应用举例（2 2）静态工作情况分析）静态工作情况分析V 0D VmA 1/DDD RVI理想模型理想模型（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（硅二极管典型值）型值）折线模型折线模型V 5 . 0th V（硅二极管典（硅二极管典型值）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8页/

6、共15页2 2模型分析法应用举例模型分析法应用举例（3 3）限幅电路）限幅电路 电路如图，电路如图，R = 1k，VREF = 3V，二极管为硅二极，二极管为硅二极管。分别用理想模型和恒压降模型求解，当管。分别用理想模型和恒压降模型求解，当vI = 6sin t V时，绘出相应的输出电压时，绘出相应的输出电压vO的波形。的波形。 第9页/共15页2 2模型分析法应用举例模型分析法应用举例（4 4）开关电路）开关电路电路如图所示，求电路如图所示，求AO的电压值的电压值解：解： 先断开先断开D，以，以O为基准电位，为基准电位， 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

7、阴，接阴极的电位为极的电位为- -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10页/共15页end2 2模型分析法应用举例模型分析法应用举例（6 6）小信号工作情况分析）小信号工作情况分析图示电路中，图示电路中，VDD = 5V，R = 5k ，恒压降模型的，恒压降模型的VD=0.7V，vs = 0.1sin t V。（。（1）求输出电压）求输出电压vO的交流的交流量和总量；（量和总量；（2）绘出）绘

8、出vO的波形。的波形。 直流通路、交流通路、静直流通路、交流通路、静态、动态等概念，在放大电路态、动态等概念，在放大电路的分析中非常重要。的分析中非常重要。第11页/共15页 3.4.2 二极管电路的简化模型二极管电路的简化模型分析方法分析方法1.1.二极管二极管V V- -I I 特性的建模特性的建模 将指数模型将指数模型 分段线性化，得到二极分段线性化，得到二极管特性的等效模型。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

9、偏置时的电路模型）反向偏置时的电路模型实际电路，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12页/共15页 3.4.2 二极管电路的简化模型二极管电路的简化模型分析方法分析方法1.1.二极管二极管V V- -I I 特性的建模特性的建模（4 4）小信号）小信号模型模型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（VmVDD）, 将将Q点附近小范围内的点附近小范围内的V-I 特性线性化，得到小信号模型，即以特性线性化，得到小信号模型，即以Q点为切点的一条点为切点的一条直线。直线。当二极管在静态当二极管在静态基础上基础上有一动态信号作有一动态信号作用时，用时，则可将二极管等则可将二极管等效为一效为一个电阻，称为动个电阻，称为动态电阻，也就是态电阻，也就是微变等效电路。微变等效电路。第13