二極管及其基本放大電路4

1、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)西安工程大學(xué)3.4 二極管基本電路及其分析方法二極管基本電路及其分析方法 3.4.1 簡單二極管電路的圖解分析方法簡單二極管電路的圖解分析方法 3.4.2 二極管電路的簡化模型分析方法二極管電路的簡化模型分析方法模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)西安工程大學(xué)3.4.1 簡單二極管電路的圖解分析方法簡單二極管電路的圖解分析方法 二極管是一種非線性器件，因而其電路一二極管是一種非線性器件，因而其電路一般要采用非線性電路的分析方法，相對來說比般要采用非線性電路的分析方法，相對來說比較復(fù)雜，而圖解分析法則較簡單，但前提條件較復(fù)雜，而圖解分析法則較簡單，但前提條件是已知二極管的是已知二極管的V -I 特性

2、曲線。特性曲線。模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)西安工程大學(xué)例例3.4.1 電路如圖所示，已知二極管的電路如圖所示，已知二極管的V-I特性曲線、電源特性曲線、電源VDD和電阻和電阻R，求二極管兩端電壓，求二極管兩端電壓vD和流過二極管的電流和流過二極管的電流iD 。 DDDD11VRRi v即即 是一條斜率為是一條斜率為-1/R的直線，稱為的直線，稱為負(fù)載線負(fù)載線. 焦點(diǎn)焦點(diǎn)Q的坐標(biāo)值（的坐標(biāo)值（VD，ID）即為所求。）即為所求。Q點(diǎn)稱為電路的點(diǎn)稱為電路的工作點(diǎn)工作點(diǎn).iD與與vD的關(guān)系取的關(guān)系取決于二極管決于二極管V-I特性特性iD與與vD的關(guān)系取的關(guān)系取決于負(fù)載線決于負(fù)載線解：由電路的解：由電路的KVL方

3、程，可得方程，可得 RViDDDDv 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)西安工程大學(xué) 3.4.2 二極管電路的簡化模型分析方法二極管電路的簡化模型分析方法1.二極管二極管V-I 特性的建模特性的建模 將指數(shù)模型將指數(shù)模型 分段線性化，得到二極管特性分段線性化，得到二極管特性的等效模型。的等效模型。)(IiV1eTDSD v（1）理想模型）理想模型(正偏時(shí)其管壓降為零正偏時(shí)其管壓降為零,反偏時(shí)其電阻無窮大反偏時(shí)其電阻無窮大.)（a）V-I 特性特性 （b）代表符號）代表符號 （c）正向偏置時(shí)的電路模型）正向偏置時(shí)的電路模型 （d）反向偏置時(shí)的電路模型）反向偏置時(shí)的電路模型模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)西安工程大學(xué)1.二極管二極

4、管V-I 特性的建模特性的建模（2）恒壓降模型）恒壓降模型(管子導(dǎo)通后管子導(dǎo)通后,認(rèn)為管壓降恒定認(rèn)為管壓降恒定)（a）V-I特性特性 （b）電路模型）電路模型 （3）折線模型）折線模型(管子導(dǎo)通后管子導(dǎo)通后,管壓管壓降隨通過二極管電流增加而增加降隨通過二極管電流增加而增加)（a）V-I特性特性 （b）電路模型）電路模型 二極管導(dǎo)通二極管導(dǎo)通電流電流1mADthDDiVvr 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)西安工程大學(xué)1.二極管二極管V-I 特性的建模特性的建模（4）小信號模型）小信號模型vs =0 時(shí)時(shí), Q點(diǎn)稱為靜態(tài)工作點(diǎn)點(diǎn)稱為靜態(tài)工作點(diǎn) ，反映直流時(shí)的工作狀態(tài)。，反映直流時(shí)的工作狀態(tài)。)(11sDDDDv

5、v VRRivs =Vmsin t 時(shí)（時(shí)（VmVT 。（a）V-I 特性特性 （b）電路模型）電路模型 在電子電路中，一般要求信號和在電子電路中，一般要求信號和電源具有公共端點(diǎn)（共地）。所以，電源具有公共端點(diǎn)（共地）。所以，此電路并非使用電路，但用于分析小此電路并非使用電路，但用于分析小信號工作原理是與實(shí)際電路等價(jià)。信號工作原理是與實(shí)際電路等價(jià)。模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)西安工程大學(xué)2模型分析法應(yīng)用舉例模型分析法應(yīng)用舉例（1）整流電路）整流電路: vs在正半周變化時(shí)在正半周變化時(shí),二極管導(dǎo)通二極管導(dǎo)通,vo= vs; vs在負(fù)半在負(fù)半周變化時(shí)周變化時(shí),二極管截止二極管截止, vo=0. （a）電路圖）

6、電路圖 （b）vs和和vo的波形的波形模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)西安工程大學(xué)2模型分析法應(yīng)用舉例模型分析法應(yīng)用舉例（2）靜態(tài)工作情況分析）靜態(tài)工作情況分析V 0D VmA 1/DDD RVI理想模型理想模型（R=10k ） 當(dāng)當(dāng)VDD=10V 時(shí)，時(shí)，mA 93. 0/ )(DDDD RVVI恒壓模型恒壓模型V 7 . 0D V（硅二極管典型值）（硅二極管典型值）折線模型折線模型V 5 . 0th V（硅二極管典型值）（硅二極管典型值）mA 931. 0DthDDD rRVVIV 69. 0DDthD rIVV當(dāng)當(dāng)VDD=1V 時(shí)：時(shí)：理想模型理想模型 VD=0V，ID=0.1mA；恒壓降模型恒壓降模型

7、 VD=0.7V，ID=0.03mA； 折線模型折線模型 VD=0.51V，ID=0.049mA。（a）簡單二極管電路）簡單二極管電路 （b）習(xí)慣畫法）習(xí)慣畫法 k20200mA1V50V70 D.r 通通常常模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)西安工程大學(xué)2模型分析法應(yīng)用舉例模型分析法應(yīng)用舉例（3）限幅電路）限幅電路 電路如圖，電路如圖，R = 1k，VREF = 3V，二極管為硅二極管。分別用理想模型，二極管為硅二極管。分別用理想模型和恒壓降模型求解，當(dāng)和恒壓降模型求解，當(dāng)vI = 6sin t V時(shí)，繪出相應(yīng)的輸出電壓時(shí)，繪出相應(yīng)的輸出電壓vO的波形。的波形。 若電路由兩級限幅電路組成將怎樣分析？若電路由兩

8、級限幅電路組成將怎樣分析？模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)西安工程大學(xué)兩級限幅電路的分析兩級限幅電路的分析+vO1-設(shè)設(shè)vI = 6sin t V模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)西安工程大學(xué)2模型分析法應(yīng)用舉例模型分析法應(yīng)用舉例（4）開關(guān)電路）開關(guān)電路電路如圖所示，求電路如圖所示，求AO的電壓值的電壓值解：解： 先斷開先斷開D，以，以O(shè)為基準(zhǔn)電位，為基準(zhǔn)電位， 即即O點(diǎn)為點(diǎn)為0V。 則接則接D陽極的電位為陽極的電位為-6V，接陰，接陰極的電位為極的電位為-12V。陽極電位高于陰極電位，陽極電位高于陰極電位，D接入時(shí)正向?qū)?。接入時(shí)正向?qū)?。?dǎo)通后，導(dǎo)通后，D的壓降等于零，即的壓降等于零，即A點(diǎn)的電位就是點(diǎn)的電位就是D陽極的電

9、位。陽極的電位。所以，所以，AO的電壓值為的電壓值為-6V。若電路中出現(xiàn)兩個(gè)二極管將怎樣判斷？若電路中出現(xiàn)兩個(gè)二極管將怎樣判斷？模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)西安工程大學(xué)2模型分析法應(yīng)用舉例模型分析法應(yīng)用舉例（5）小信號工作情況分析）小信號工作情況分析圖示電路中，圖示電路中，VDD = 5V，R = 5k ，恒壓降模型的，恒壓降模型的VD=0.7V，vs = 0.1sint V。（1）求輸出電壓）求輸出電壓vO的交流量和總量；（的交流量和總量；（2）繪出）繪出vO的波形。的波形。 mA 860k5V70V5 DDDD.RVVI 靜靜態(tài)態(tài)工工作作情情況況下下V34k5mA860DO.RIV k03030mA860mV26 DTd.IVr 動動態(tài)態(tài)工工作作情情況況下下Vt sin09940t sin10k030k5k5sdo.vrRRv 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)西安工程大學(xué)Vt.vVv sin0994034