二极管及其基本放大电路4

1、模拟电子技术基础西安工程大学3.4 二极管基本电路及其分析方法二极管基本电路及其分析方法 3.4.1 简单二极管电路的图解分析方法简单二极管电路的图解分析方法 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模拟电子技术基础西安工程大学3.4.1 简单二极管电路的图解分析方法简单二极管电路的图解分析方法 二极管是一种非线性器件，因而其电路一二极管是一种非线性器件，因而其电路一般要采用非线性电路的分析方法，相对来说比般要采用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是已知二极管的V -I 特性

2、曲线。特性曲线。模拟电子技术基础西安工程大学例例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 。 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. 焦点焦点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.iD与与vD的关系取的关系取决于二极管决于二极管V-I特性特性iD与与vD的关系取的关系取决于负载线决于负载线解：由电路的解：由电路的KVL方

3、程，可得方程，可得 RViDDDDv 模拟电子技术基础西安工程大学 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1.二极管二极管V-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，得到二极管特性分段线性化，得到二极管特性的等效模型。的等效模型。)(IiV1eTDSD v（1）理想模型）理想模型(正偏时其管压降为零正偏时其管压降为零,反偏时其电阻无穷大反偏时其电阻无穷大.)（a）V-I 特性特性 （b）代表符号）代表符号 （c）正向偏置时的电路模型）正向偏置时的电路模型 （d）反向偏置时的电路模型）反向偏置时的电路模型模拟电子技术基础西安工程大学1.二极管二极

4、管V-I 特性的建模特性的建模（2）恒压降模型）恒压降模型(管子导通后管子导通后,认为管压降恒定认为管压降恒定)（a）V-I特性特性 （b）电路模型）电路模型 （3）折线模型）折线模型(管子导通后管子导通后,管压管压降随通过二极管电流增加而增加降随通过二极管电流增加而增加)（a）V-I特性特性 （b）电路模型）电路模型 二极管导通二极管导通电流电流1mADthDDiVvr 模拟电子技术基础西安工程大学1.二极管二极管V-I 特性的建模特性的建模（4）小信号模型）小信号模型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。)(11sDDDDv

5、v VRRivs =Vmsin t 时（时（VmVT 。（a）V-I 特性特性 （b）电路模型）电路模型 在电子电路中，一般要求信号和在电子电路中，一般要求信号和电源具有公共端点（共地）。所以，电源具有公共端点（共地）。所以，此电路并非使用电路，但用于分析小此电路并非使用电路，但用于分析小信号工作原理是与实际电路等价。信号工作原理是与实际电路等价。模拟电子技术基础西安工程大学2模型分析法应用举例模型分析法应用举例（1）整流电路）整流电路: vs在正半周变化时在正半周变化时,二极管导通二极管导通,vo= vs; vs在负半在负半周变化时周变化时,二极管截止二极管截止, vo=0. （a）电路图）

6、电路图 （b）vs和和vo的波形的波形模拟电子技术基础西安工程大学2模型分析法应用举例模型分析法应用举例（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（硅二极管典型值）（硅二极管典型值）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 rRVVIV 69. 0DDthD rIVV当当VDD=1V 时：时：理想模型理想模型 VD=0V，ID=0.1mA；恒压降模型恒压降模型

7、 VD=0.7V，ID=0.03mA； 折线模型折线模型 VD=0.51V，ID=0.049mA。（a）简单二极管电路）简单二极管电路 （b）习惯画法）习惯画法 k20200mA1V50V70 D.r 通常通常模拟电子技术基础西安工程大学2模型分析法应用举例模型分析法应用举例（3）限幅电路）限幅电路 电路如图，电路如图，R = 1k，VREF = 3V，二极管为硅二极管。分别用理想模型，二极管为硅二极管。分别用理想模型和恒压降模型求解，当和恒压降模型求解，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。 若电路由两级限幅电路组成将怎样分析？若电路由两

8、级限幅电路组成将怎样分析？模拟电子技术基础西安工程大学两级限幅电路的分析两级限幅电路的分析+vO1-设设vI = 6sin t V模拟电子技术基础西安工程大学2模型分析法应用举例模型分析法应用举例（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

9、位。阳极的电位。所以，所以，AO的电压值为的电压值为-6V。若电路中出现两个二极管将怎样判断？若电路中出现两个二极管将怎样判断？模拟电子技术基础西安工程大学2模型分析法应用举例模型分析法应用举例（5）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 = 0.1sint 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。 mA 860k5V70V5 DDDD.RVVI 静静态态工工作作情情况况下下V34k5mA860DO.RIV k03030mA860mV26 DTd.IVr 动动态态工工作作情情况况下下Vt sin09940t sin10k030k5k5sdo.vrRRv 模拟电子技术基础西安工程大学Vt.vVv sin0994034