模拟电子技术基础第四讲二极管电路的分析续ppt课件

1、一、用二极管直流模型来分析电路 例例2 限幅电路限幅电路电路如图：输入正弦波，电路如图：输入正弦波，分析输出信号波形。分析输出信号波形。R=1K，VREF=3V求求1当当Iv=0V、4V、6V时，求输出电压值2当 时输出电压的波形 Vsin6tvI解：1当 =0V、4V、6V时，求输出电压值首先：思索选用何种二极管的模型？由于只需直流电压源作用，所以运用直流模型。思索到输入电压不高，且有VREF=3V，因此作用于二极管两端的电压不高，所以要选用折线模型才干满足标题的精度要求将原始电路中的二极管用它的直流折线模型替代，得到右侧的电路然后：判别理想二极管的形状导通或截止。方法：将理想二极管断开，求

2、阳极和阴极的电位差，假设0,那么理想二极管正导游通；假设0，那么理想二极管反向截止Iv1当当 =0V时，求输出电压值时，求输出电压值IvIOvv 理想二极管截止，支路断开2当当 =4V时，求输出电压值时，求输出电压值Iv理想二极管导通，用理想导线替代V583. 3Ov3当当 =6V时，求输出电压值时，求输出电压值Iv理想二极管导通，用理想导线替代V917. 3Ov2当 时输出电压的波形 Vsin6tvI虽然 是一个交流电压源，但是对二极管来说，并不是小信号，所以二极管依然采用直流模型，交流电压源可以看成为某个瞬时值的直流电压源Vsin6tvI时 V 5 . 3)( ) 1REFthIVVv O

3、 +VREF I +R理想二极管被反偏，处于截止形状时 V 5 . 3)( )2REFthIVVv O +VthVREF I +RrD理想二极管导通，理想导线替代 O/V O/V t t 斜率斜率斜率斜率0.17rDrD+RVREF+Vth=3.5 V I/V(c)(d)5 . 35 . 35 . 35 . 35 . 3RrrRrrvRrvrivDDDDIDIDo此标题中二极管当作开关来运用，即某段时间内导通，某段时间内截止一、用二极管直流模型来分析电路例3 开关电路此标题中，二极管当作开关来运用，即在一切时间内均导通 ，或者在一切时间内均截止 假设二极管为硅管，当Vi = 0.4V，Vo =

4、 _ V；当Vi = 1.5V，Vo = _ V。假设二极管为锗管时，又分别是 _ V和 _ V。 解： 这类标题中含有一个二极管，可先将二极管断开，然后计算二极管阳、阴极间是正向电压还是负向电压，假设为正向电压且差值大于或等于死区电压时，二极管导通，反之二极管截止。此题中，二极管实践上并非理想器件。正导游通时，对于硅管大约有0.7V的正向压降；对于锗管大约有0.3V的正向压降。所以对于硅二极管，当 Vi = 0.4V时，相当于截止，Vo = 0.4V，而Vi = 1.5V时，相当于导通，有0.7V的管压降，Vo = 0.7V；对于锗二极管，无论Vi= 0.4V或Vi= 1.5V都相当于导通，

5、有0.3V的管压降，所以都有Vo = 0.3V。例4 有两个二极管的开关电路此标题中，二极管当作开关来运用，即在一切时间内均导通 ，或者在一切时间内均截止 一、用二极管直流模型来分析电路设二极管是理想的，判别两个二极管的形状，并求输出电压Vo解题思绪1、将二极管从电路中拿走，在此电路的根底上求两个二极管的阳极和阴极之间的电位差2、两个二极管的阳极和阴极之间的电位差共有三种情况：1均小于02均大于03一个为正，另一个为负3、根据不同的情况做出判别：1均小于0 ：立刻得出结论，两个二极管均截止2均大于0：这其中会有一大一小，可以得出结论，大的那个二极管一定导通，小的那个形状不定，需求做进一步的判别

6、。大的那个二极管导通后用理想的导线替代，这时整个电路就转化成了只需一个二极管的电路，按照例3的方法继续判别，从而得出最后的结论。3一个为正，另一个为负：正的那个二极管一定导通，负的那个形状不定，需求做进一步的判别。正的那个二极管导通后用理想的导线替代，这时整个电路就转化成了只需一个二极管的电路，按照例3的方法继续判别，从而得出最后的结论。练习题220Ve2iDuL例例6 整流电路整流电路整流电路是最根本的将交流转换为直流的电路，整流电路是最根本的将交流转换为直流的电路，1 1、半波整流、半波整流e2E2m+-iDuL整流电路中的二极管是作为开关运用，具有单导游电性。整流电路中的二极管是作为开关

7、运用，具有单导游电性。220Ve2iDuL+-2 2、全波整流、全波整流220VuLioRLe2e2+-+220VuLioRLe2e2-+-+e2uL3 3、桥式整流、桥式整流220Ve2uL+-220Ve2uL+-e2uL二、用二极管交流模型来分析电路例5 低电压稳压电路直流电压源VI的正常值为10V，R=10K，假设VI变化1V时，问相应的硅二极管电压即输出电压的变化如何？解1求静态任务点，画出直流通路，二极管采用直流模型 2画交流通路，二极管采用交流模型这时的信号是小信号mA93. 0107 . 010DI96.2793. 026mV261DDTddIIUgrmVRrru79. 2100

8、0096.2796.27ddD 本章作业本章作业2.4.1、 2.4.3、 2.4.4a、 2.4.7、 2.4.102.5.1、 2.5.3第2章 半导体二极管及其根本电路 2.1 半导体的根本知识 2.2 PN结 2.3 半导体二极管 2.4 二极管根本电路及分析方法 2.5 特殊二极管2.5 2.5 特殊二极管特殊二极管 2.5.1 稳压二极管 2.5.2 光电子器件1. 1. 光电二极管光电二极管2. 2. 发光二极管发光二极管1.稳压特性稳压特性稳压原理：在反向击穿时，电流稳压原理：在反向击穿时，电流在很大范围内变化时，只引起很在很大范围内变化时，只引起很小的电压变化。小的电压变化。

9、正向部分与普通二极管一样正向部分与普通二极管一样稳压管稳压时必需任务在反向电击穿形状。稳压管稳压时必需任务在反向电击穿形状。当反向电压加到一定值时，反向当反向电压加到一定值时，反向电流急剧添加，产生反向击穿。电流急剧添加，产生反向击穿。2.5.1 2.5.1 稳压二极管稳压二极管(1) (1) 稳定电压稳定电压VZVZ(2) (2) 动态电阻动态电阻rZrZ：愈小稳压性能愈好：愈小稳压性能愈好在规定的稳压管反向任务在规定的稳压管反向任务电流电流IZ下，所对应的反向任务下，所对应的反向任务电压。电压。rZ =VZ /IZ(3)(3)最大耗散功率最大耗散功率 PZMPZM(4)(4)最大稳定任务电

10、流最大稳定任务电流 IZmax IZmax 和最小稳定任务电流和最小稳定任务电流 IZminIZmin(5)(5)稳定电压温度系数稳定电压温度系数VZVZ2.特性参数特性参数光电二极管是有光照射时会产生电流的二极管。光电二极管是有光照射时会产生电流的二极管。其构造和普通的二极管根本一样其构造和普通的二极管根本一样 它利用光电导效应任务，它利用光电导效应任务，PNPN结任务在反偏形状，当光照射在结任务在反偏形状，当光照射在PNPN结上时，束缚电子获得光能变成自在电子，产生电子结上时，束缚电子获得光能变成自在电子，产生电子空穴空穴对，在外电场的作用下构成光电流。对，在外电场的作用下构成光电流。D应

11、在反应在反压形状压形状任务任务 发光二极管是将电能转换成光能的特殊半导体发光二极管是将电能转换成光能的特殊半导体器件，它只需在加正向电压时才发光。器件，它只需在加正向电压时才发光。2.5.2 2.5.2 光电子器件光电子器件 稳压管任务时应反接，并串入一只电阻。电阻的作用稳压管任务时应反接，并串入一只电阻。电阻的作用一是起限流作用，以维护稳压管。二是当输入电压或负一是起限流作用，以维护稳压管。二是当输入电压或负载电流变化时，经过电阻上压降的变化，取出误差信号载电流变化时，经过电阻上压降的变化，取出误差信号以调理稳压管的任务电流，从而起到稳压作用。以调理稳压管的任务电流，从而起到稳压作用。3.运

12、用方法运用方法+R-IR+-RLIOVOVIIZDZ稳压电路稳压电路IZmin IZ IZmaxVIVOIZIRVRVOLEDLED显示器显示器abcdfgabcdefgabcdefg+5V共阳极电路共阳极电路共阴极电路共阴极电路控制端为高电平控制端为高电平对应二极管发光对应二极管发光控制端为低电平控制端为低电平对应二极管发光对应二极管发光e小小 结结 1、 半导体中有两种载流子：电子和空穴。载流子有半导体中有两种载流子：电子和空穴。载流子有两种运动方式：分散运动和漂移运动。两种运动方式：分散运动和漂移运动。 本征激发使半导体中产生电子本征激发使半导体中产生电子-空穴对，但它们的数空穴对，但它

13、们的数目很少，并与温度有亲密关系。目很少，并与温度有亲密关系。 2、在本征半导体中掺入不同的杂质、在本征半导体中掺入不同的杂质,可分别构成可分别构成P型型和和N型半导体型半导体,它们是各种半导体器件的根本资料。它们是各种半导体器件的根本资料。 3、PN结是各种半导体器件的根本构造方式，如二极结是各种半导体器件的根本构造方式，如二极管由一个管由一个PN结加引线组成。因此，掌握结加引线组成。因此，掌握PN结的特性结的特性对于了解和运用各种半导体器件有着非常重要的意义。对于了解和运用各种半导体器件有着非常重要的意义。 PN结的重要特性是单导游电性。结的重要特性是单导游电性。 4、为合理选择和正确运用

14、各种半导体器件，必需熟习、为合理选择和正确运用各种半导体器件，必需熟习它们的参数。这些参数大至可分为两类，一类是性能参数，它们的参数。这些参数大至可分为两类，一类是性能参数，如稳压管的稳定电压如稳压管的稳定电压VZ、稳定电流、稳定电流IZ、温度系数等；另、温度系数等；另一类是极限参数，如二极管的最大整流电流、最高反向任一类是极限参数，如二极管的最大整流电流、最高反向任务电压等。必需结合务电压等。必需结合PN结特性及运用电路，逐渐领会这结特性及运用电路，逐渐领会这些参数的意义。些参数的意义。 5、二极管的伏安特性是非线性的，所以它是非线性器件。、二极管的伏安特性是非线性的，所以它是非线性器件。为

15、分析计算电路方便，在特定条件下，常把二极管的非线为分析计算电路方便，在特定条件下，常把二极管的非线性伏安特性进展分段线性化处置，从而得到几种简化的模性伏安特性进展分段线性化处置，从而得到几种简化的模型，如理想模型、恒压降模型、折线模型和小信号模型。型，如理想模型、恒压降模型、折线模型和小信号模型。在实践运用中，应根据任务条件选择适当的模型。在实践运用中，应根据任务条件选择适当的模型。 小小 结结 6、对二极管伏安特性曲线中不同区段的利用，可以构、对二极管伏安特性曲线中不同区段的利用，可以构成各种不同的运用电路。组成各种运用电路时，关键是外成各种不同的运用电路。组成各种运用电路时，关键是外电路包括外电源、电阻等元件必需为器件的运用提供电路包括外电源、电阻等元件必需为器件的运用提供必要的任务条件和平安保证。必要的任务条件和平安保证。 小小 结结重点难点重点难点重点：重点： (1)(1)半导体二极管的半导体二极管的V-IV-I特性及主要参数特性及