二极管基本应用电路以及其分析方法

1、关于二极管基本应用电路及其分析方法第一张，PPT共三十页，创作于2022年6月1.3 二极管基本应用电路及其分析方法1.3.1 二极管的理想模型和恒压降模型1.3.2 图解分析法和小信号模型分析法第二张，PPT共三十页，创作于2022年6月1.3 二极管基本应用电路及其分析方法 两种分析方法：图解法：求两条曲线的交点。模型分析法：将非线性器件近似用电路模型（线性的）来等效，然后分析计算。二极管的模型: 对于直流：理想模型、恒压降模型等； 对于交流：小信号模型。第三张，PPT共三十页，创作于2022年6月1.3.1 二极管的理想模型和恒压降模型一、理想模型和恒压降模型的建立符号：1.理想模型iD

2、uDO理想二极管特性：正偏时导通，uD = 0反偏时截止， iD = 0 U(BR)= 第四张，PPT共三十页，创作于2022年6月1.3.1 二极管的理想模型和恒压降模型一、理想模型和恒压降模型的建立2.恒压降模型iDuDOUD(on)等效电路 正偏电压 UD(on) 时导通，二极管等效为恒压源 UD(on)； 否则截止，二极管等效为开路。第五张，PPT共三十页，创作于2022年6月例1.3.1 已知R = 2 k，试用理想模型和恒压降模型 求 VDD = 2 V 和 VDD = 10 V 时 IO 和 UO 。UOVDDIOR解：UOVDDIORUD(on)UOVDDIOR理想模型时的等效

3、电路恒压降模型时的等效电路（板书详解）第六张，PPT共三十页，创作于2022年6月例1.3.1 已知R = 2 k，试用理想模型和恒压降模型求 VDD = 2 V 和 VDD = 10 V 时 IO 和 UO 。UOVDDIOR解： 由该例可见:VDD 大时可采用理想模型 VDD 小时应采用恒压降模型 欲得更高计算精度，可采用二极管的折线模型第七张，PPT共三十页，创作于2022年6月二极管的折线模型模型:rD 称为导通电阻等效电路更接近实际特性！第八张，PPT共三十页，创作于2022年6月二、理想模型和恒压降模型应用举例例1.3.2 试求图示硅二极管电路中电流 I1、I2、IO 和输出电压

4、UO 值。(用恒压降模型)PNVDD1VDD2UORLR1 kW3 kWIOI1I215 V12V 解：先移开二极管UP = 15 V因UP N 0.7V，故接上二极管后，二极管导通，等效为 0.7 V 的恒压源。第九张，PPT共三十页，创作于2022年6月例1.3.2 试求图示硅二极管电路中电流 I1、I2、IO 和输出电压 UO 值。解：二极管等效为 0.7 V 的恒压源。PNVDD2UORLR1 kW3 kWIOI1I215 V12VVDD10.7VUO= VDD1 UD(on)= （15 0.7） = 14.3 VIO= UO / RL= 14.3 / 3 = 4.8mAI1= IO

5、+ I2 = （4.8 + 2.3）= 7.1 mAI2 = (UO VDD2) / R = (14.3 12) / 1 = 2.3 mA第十张，PPT共三十页，创作于2022年6月例1.3.4 如图电路中，设 VDA、VDB 均为理想二极管，当输入电压 UA、UB 为低电压 0 V 和高电压 5 V 的不同组合时，求输出电压 UO 的值。电路习惯画法第十一张，PPT共三十页，创作于2022年6月输入电压理想二极管输出电压UAUBVAVB0 V0 V导通导通0 V解：0V0V 例1.3.4 如图电路中，当UA、UB 为 0 V 和 5 V 的不同组合时，求输出电压 UO 的值。第十二张，PPT

6、共三十页，创作于2022年6月输入电压理想二极管输出电压UAUBVAVB0 V0 V导通导通0 V0V5V0 V5 V导通0 V截止 解：例1.3.4 如图电路中，当UA、UB 为 0 V 和 5 V 的不同组合时，求输出电压 UO 的值。第十三张，PPT共三十页，创作于2022年6月输入电压理想二极管输出电压UAUBVAVB0 V0 V导通导通0 V5V0V0 V5 V导通0 V截止5 V0 V导通0 V截止解：例1.3.4 如图电路中，当UA、UB 为 0 V 和 5 V 的不同组合时，求输出电压 UO 的值。第十四张，PPT共三十页，创作于2022年6月输入电压理想二极管输出电压UAUB

7、VAVB0 V0 V导通导通0 V5V5V0 V5 V导通0 V截止5 V0 V导通0 V截止 5 V5 V导通导通5 V实现了“与”功能解：例1.3.4 如图电路中，当UA、UB 为 0 V 和 5 V 的不同组合时，求输出电压 UO 的值。第十五张，PPT共三十页，创作于2022年6月例1.3.5 试分析下图所示的硅二极管电路:（1）画出电压传输特性曲线；（2）已知u i10sin t (V)，画出u i 和u O的波形。解：5.1k-+ui+-2V+-V24V-+uOV1 断开二极管，分析各二极管导通条件：V1只可能在u i 2.7V 时导通；V2只可能在u i - 4.7V时导通；当

8、- 4.7V u i 2.7V 时，V1导通、 V2截止，uO 2.7V - 4.7V u i 2.7V 时， V1和V2均截止，uOui ui - 4.7V 时，V1截止， V2导通，uO - 4.7V 5.1k-+ui+-2V+-VD24V-+uOVD1+-0.7V5.1k-+ui+-2V+-V24V-+uOV15.1k-+ui+-2V+-VD24V-+uOVD15.1k-+ui+-2V+-V24V-+uOV15.1k-+ui+-2V+-VD24V-+uOVD1_+0.7V解：第十七张，PPT共三十页，创作于2022年6月24-2-40BADCui/V24-4-2uo/V-4.72.70t

9、uo/Vt0ui/V2.7-4.710-10双向限幅电路用以限制信号电压范围，常用作保护电路。（2）电压传输特性曲线和 u I 和 u O 的波形 解：第十八张，PPT共三十页，创作于2022年6月uD = VDD iDRiD = f (uD) 求解可得二极管电流、电压一、二极管电路的直流图解分析 1.3.2 图解分析法和小信号模型分析法第十九张，PPT共三十页，创作于2022年6月一、二极管电路的直流图解分析 M（VDD ,0）N （ 0 , VDD/R ） 直流负载线直流工作点参数为： UQ = 0.7 V，IQ= 5 mA二极管直流电阻：uDVDDR1.2 V100 iD直流工作点QIQ

10、UQiD / mA128400.30.6uD / V1.20.9Q点越高，二极管直流电阻越小 。第二十张，PPT共三十页，创作于2022年6月iD / mAuD /VOVDDVDD/ RQIQUQiD / mAw tO 动态、动态分析 总量 = 静态量+ 动态量：二、二极管电路的交流图解分析VDDuiuDRCiDC 对交流信号近似短路 ui =Uimsin wt ，Uim很小w tO uiid第二十一张，PPT共三十页，创作于2022年6月iD / mAuD /VOVDDVDD/ RQIQUQiD / mAw tOUQ= UD(on)工程上，静态分析通常采用估算法：二、二极管电路的交流图解分析

11、VDDuiuDRCiDw tO uiid动态分析通常采用小信号模型分析法。第二十二张，PPT共三十页，创作于2022年6月iD / mAuD /VOVDDVDD/ RQIQUQiD / mAw tOw tO uiid斜率1/rd三、二极管电路的小信号模型分析法rd = UT / IQ 26 mV / IQ二极管的交流电阻rd 很小。IQ越大，rd 越小。二极管的小信号模型第二十三张，PPT共三十页，创作于2022年6月例1.3.7图示电路，输入电压U I为10V，试分析当U I 变化 1V时U O的相应变化量和输出电压值。 U I变化时的等效电路 1、静态分析：U I =10V时的U O、I

12、Q U O =UQ 0.7 VIQ = (100.7) /3 = 3.1 mA2. 动态分析: 求UI变化 1V时相应变化量UO 解：第二十四张，PPT共三十页，创作于2022年6月2.动态分析rd = 26 / IQ = 26 / 3.1 8.39 UOUOUO 700 mV 2.79 mV3.综合分析解：例1.3.7图示电路，输入电压U I为10V，试分析当U I 变化 1V时U O的相应变化量和输出电压值。 第二十五张，PPT共三十页，创作于2022年6月讨论题：1.怎样选用合适的分析方法对二极管应用电路进行分析 ？ 答：二极管电路的分析方法主要有图解分析法和模型分析法，前者常用于观察器件工作点是否合适，后者常用以分析电路性能。第二十六张，PPT共三十页，创作于2022年6月答续：用模型法分析二极管电路时，应根据二极管在电路所起的主要作用，选用合适的模型。对直流电路或大信号电路，二极管主要起单向导电作用，可采用理想模型或恒压降模型加以分析。若可忽略二极管导通电压时，则可采用理想模型，否则宜采用恒压降模型。分析电路时，首先应判断二极管的工作状态，当二极管处于导通状态时，可应用箝位概念分析电路，当二极管处于截止状态时，可将二极管所在支路断开，然后再分析电路。第二十七张，PPT