电子技术基础-14 二极管应用电路

二极管应用电路赤壁市机电信息技术学校杨展Email:492480981@目录01二极管状态判别02二极管整流电路03二极管限幅电路04其他应用电路一、二极管工作状态判别（1）.理想模型iDuDO理想二极管特性：正偏时导通，uD=0反偏时截止，iD=0U(BR)=1、理想模型和恒压降模型的建立一、二极管工作状态判别1、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。一、二极管工作状态判别2、二极管工作状态判别步骤（1）选取参考点；（2）用理想模型、恒压降或折线模型代替二极管；（3）断开理想二极管，求正、负两极的电位。（4）根据正、负两极电位大小判断管子的工作状态。

①若VP>VN，则理想二极管导通，用短路代替；

②若VP≤VN，则理想二极管截止，用开路代替；

③若电路中有多只二极管同时正偏，则承受正向

电压大的优先导通。其余管子的状态需据此再次

判断。一、二极管工作状态判别注：电位以及电位的计算电位：电路中某一点相对于参考点的电压，称为该点电位电位与电压的区别：电位是相对值（类似于高度的概念），电压是绝对值（类似于长度的概念），二者单位和单位符号相同。计算电路中某点电位的步骤：1.选择参考点（零电位点）2.确定各个电路元件上电压的大小和方向。（电阻元件上电流流入一端为正，流出一端为负；电源正极为正，负极为负）3.从该点出发经过一条路径到零电位点，所经过路径上所有电压的代数和即为该点电位。一、二极管工作状态判别注：电位以及电位的计算例：求下图中A、B点的电位解：1.选择零电位点2.确定电路中电流和各元件上电压的大小和方向设电路中电流为I，由电源方向可知，电流方向为顺时针方向，则电压方向如图示，电压大小如下ABU1=I·R1=2V－U1＋＋U2－－

U3＋U2=I·R2=3VU3=I·R3=5V一、二极管工作状态判别2、二极管工作状态判别步骤VP=－6VVN=－12V

解：取O点作参考点D6V12V3kOAVAO+–NPVP>VN

二极管导通VAO=－6VD6V12V3kOAVAO+–NP6V12V3kOAVAO+–NP例1：求图示电路的输出电

压VAO。一、二极管工作状态判别2、二极管工作状态判别步骤例2：求图示电路的输出电压VAO。OD215V12V3kAD1VAO+–P2N2P1N1解：取O点作参考点VP1=0V，VP2

=－15V，

∵

VD1>VD2∴D1优先导通，D2截止。VD1=12V，VD2=

－3VVN1=VN2=－12V若忽略管压降，二极管可看作短路，VAO

=0VOD215V12V3kAD1VAO+–P2N2P1N1O15V12V3kAVAO+–P2N2P1N1一、二极管工作状态判别2、二极管工作状态判别步骤例3：图示电路中已知R1=R2=R3=R4=R5=R6二极管

的状态。

15V10V+–R1R6R5R4R3R2ABPDN15V10V+–R1R6R5R4R3R2ABPDN15V10V+–R1R6R5R4R3R2ABPN一、二极管工作状态判别2、二极管工作状态判别步骤例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0V和高电压5V

的不同组合时，求输出电压UO的值。电路习惯画法输入电压理想二极管输出电压UAUBVAVB0V0V导通导通0V解：0V0V

例4：

如图电路中，当UA、UB为0V和5V的不同组合

时，求输出电压UO的值。一、二极管工作状态判别输入电压理想二极管输出电压UAUBVAVB0V0V导通导通0V0V5V0V5V导通0V截止

解：一、二极管工作状态判别例4：

如图电路中，当UA、UB为0V和5V的不同组合

时，求输出电压UO的值。输入电压理想二极管输出电压UAUBVAVB0V0V导通导通0V5V0V0V5V导通0V截止5V0V导通0V截止解：一、二极管工作状态判别例4：

如图电路中，当UA、UB为0V和5V的不同组合

时，求输出电压UO的值。输入电压理想二极管输出电压UAUBVAVB0V0V导通导通0V5V5V0V5V导通0V截止5V0V导通0V截止

5V5V导通导通5V实现了“与”功能解：一、二极管工作状态判别例4：

如图电路中，当UA、UB为0V和5V的不同组合

时，求输出电压UO的值。二、二极管整流电路将交变电流变换成单向脉动电流的过程称为整流。实现这种功能的电路称为整流电路或称整流器。注：电流/电压分类:{按方向是否随时间变化直流电--交流电--按大小是否随时间变化按变化规律{{恒定直流电脉动直流电正弦交流电非正弦交流电日常生活生产中许多电器设备需要使用直流电，但电源提供的往往都是交流电，这就需要将交流电变换为直流电。二、二极管整流电路恒定直流电：大小方向都恒定不变的电流。脉动直流电：大小不变、方向随时间变化的电流。周期交流电：大小和方向变化按规律周期变化的交流电。非周期直流电：大小和方向变化无规律的交流电。OUtOUtOUtOUt恒定直流电脉动直流电周期交流电非周期交流电二、二极管整流电路1.单相半波整流电路

电路由电源变压器T、整流二极管VD和负载电阻RL组成。（1）电路结构由于流过负载的电流和加在负载两端的电压只有半个周期的正弦波,故称半波整流。v1:原边线圈电压v2:副边线圈电压vO:输出电压二、二极管整流电路（2）工作原理

①当v2为正半周时，二极管VD加正向电压，处于导通状态，RL上产生正半周电压vO，如图（b）所示。

②当v2为负半周时，二极管VD加反向电压，处于截止状态，RL上无电流流过，如图（c）所示。二、二极管整流电路（3）各波形对应关系OU2tOuotOiotVD导通VD导通VD截止VD导通时等效电路VD截止时等效电路二、二极管整流电路（4）电路参数计算①负载电压VO

②负载电流IL

③流过二极管的正向电流

IV④二极管反向峰值电压VRUO

=0.45

U2二、二极管整流电路（6）电路特点

电路结构简单，但电源利用率低（只有半个周期向负载供电），负载电压脉动大。（5）正确选择二极管的参数：①最大整流电流：②最高反向工作电压：IVM≥IO≥

二、二极管整流电路2.单相全波整流电路具有中心抽头的变压器T可将副边线圈电压变换为大小相等对地极性相反的u2a和u2b（1）电路结构由于流过负载的电流和加在负载两端的电压有整个周期的正弦波,故称全波整流。二、二极管整流电路（2）工作原理

②当v1

为负半周时，如图（b）所示，VD2

导通，VD1

截止，RL

两端输出电压。

①当v1

为正半周时，如图（b）所示，VD1

导通，VD2

截止，RL

两端输出电压。（3）各波形对应关系OU1tOU2atOU2btOUOtVD1导通VD1导通VD1截止VD2截止VD2截止VD2导通二、二极管整流电路（4）电路参数计算

①负载所获得的直流电压平均值：

UO=20.45U2

=0.9U2

②负载平均电流：

③每只二极管承受的反向峰值电压

VR

④每只二极管通过的平均电流：二、二极管整流电路（6）电路特点电源利用率比半波整流电路高，负载电压脉动小。但二极管承受的反向电压比半波整流电路高。（5）正确选择二极管的参数：①最大整流电流：②最高反向工作电压：IVM≥½IO≥

二、二极管整流电路3.单相桥式整流电路（1）电路结构由于四只二极管构成惠斯通电桥结构,故称全波整流。二、二极管整流电路（2）工作原理

①当v1为正半周时，如图（b）所示，VD1和VD3导通，VD2和VD4截止，RL两端输出电压vO

。

②当v1为负半周时，如图（b）所示，VD2和VD4导通，VD1和VD3截止，RL两端输出电压vO

。（3）各波形对应关系OU2tOi1tOi2tOUOtVD1、3导通VD2、4截止VD1、3截止VD2、4导通二、二极管整流电路（4）电路参数计算

①负载所获得的直流电压平均值：

UO=20.45U2

=0.9U2

②负载平均电流：

③每只二极管承受的反向峰值电压

VR

④每只二极管通过的平均电流：二、二极管整流电路（6）电路特点电源利用效率高，负载电压脉动小，且二极管的正向平均电流小，反向电压低。因此广泛使用于小功率直流电源电路中。（5）正确选择二极管的参数：①最大整流电流：②最高反向工作电压：IVM≥½IO≥

三、二极管限幅电路

限幅电路又叫钳位电路，特点是当输入大到一定范围后，输出不再随输入的增大而变化，而保持在某个固定值上。这种特性不仅用于信号的处理和运算中，也广泛用于过载保护中。通常将输出电压uo开始不变的电压值称为限幅电平,当输入电压高于限幅电平时,输出电压保持不变的限幅称为上限幅；当输入电压低于限幅电平时,输出电压保持不变的限幅称为下限幅。分类：{并联型串联型三、二极管限幅电路

1.并联型上限幅电路上限幅电路如图所示。改变Ｅ值就可改变限幅电平。

三、二极管限幅电路

1.二极管上限幅电路

ui＞E时，二极管正偏导通，则uo=E

ui≤E时，二极管反偏截止，则uo=ui

uｉ＞０时二极管导通,uo＝０Vui＜０V,二极管截止,uo＝uｉ①Ｅ＝０V,限幅电平为０V

当uｉ＜Ｅ,二极管截止,uo＝uｉ；②０＜Ｅ＜Um(输入峰值电压）,则限幅电平为＋Ｅ当uｉ＞Ｅ,二极管导通,uo＝Ｅ

uｉ＞Ｅ,二极管导通,uo＝Ｅ③-Ｕm＜Ｅ＜０,则限幅电平为-Ｅuｉ＜Ｅ,二极管截止,uo＝uｉ三、二极管限幅电路

2.并联型下限幅电路下限幅电路如图所示。改变Ｅ值就可改变限幅电平。

三、二极管限幅电路

2并联型下限幅电路

ui≥E时，二极管反偏

截止，则uo=ui

ui＜E时，二极管正偏

导通，则uo=E①Ｅ＝０V,限幅电平为０Vuｉ<０时二极管导通,uo＝０V；uｉ＞０时二极管截止,uo＝ui；uiuottttOOuｉ<Ｅ,二极管导