模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第四講 二極管電路的分析-續(xù)課件

一、用二極管直流模型來(lái)分析電路例2限幅電路電路如圖：輸入正弦波，分析輸出信號(hào)波形。R=1K，VREF=3V求（1）當(dāng)=0V、4V、6V時(shí)，求輸出電壓值（2）當(dāng)時(shí)輸出電壓的波形

解：（1）當(dāng)=0V、4V、6V時(shí)，求輸出電壓值首先：考慮選用何種二極管的模型？因?yàn)橹挥兄绷麟妷涸醋饔?，所以使用直流模型?？紤]到輸入電壓不高，且有VREF=3V，因此作用于二極管兩端的電壓不高，所以要選用折線模型才能滿足題目的精度要求將原始電路中的二極管用它的直流折線模型代替，得到右側(cè)的電路然后：判斷理想二極管的狀態(tài)（導(dǎo)通或截止）。方法：將理想二極管斷開(kāi)，求陽(yáng)極和陰極的電位差，若>0,則理想二極管正向?qū)?；?lt;0，則理想二極管反向截止1）當(dāng)=0V時(shí)，求輸出電壓值理想二極管截止，支路斷開(kāi)2）當(dāng)=4V時(shí)，求輸出電壓值理想二極管導(dǎo)通，用理想導(dǎo)線代替3）當(dāng)=6V時(shí)，求輸出電壓值理想二極管導(dǎo)通，用理想導(dǎo)線代替理想二極管導(dǎo)通，理想導(dǎo)線代替本題目中二極管當(dāng)作開(kāi)關(guān)來(lái)使用，即某段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)通，某段時(shí)間內(nèi)截止一、用二極管直流模型來(lái)分析電路例3開(kāi)關(guān)電路本題目中，二極管當(dāng)作開(kāi)關(guān)來(lái)使用，即在所有時(shí)間內(nèi)均導(dǎo)通，或者在所有時(shí)間內(nèi)均截止若二極管為硅管，當(dāng)Vi

=0.4V，Vo

=_____V；當(dāng)Vi=1.5V，Vo

=_____V。若二極管為鍺管時(shí)，又分別是_____V和_____V。解：這類(lèi)題目中含有一個(gè)二極管，可先將二極管斷開(kāi)，然后計(jì)算二極管陽(yáng)、陰極間是正向電壓還是負(fù)向電壓，若為正向電壓且差值大于或等于死區(qū)電壓時(shí)，二極管導(dǎo)通，反之二極管截止。此題中，二極管實(shí)際上并非理想器件。正向?qū)〞r(shí)，對(duì)于硅管大約有0.7V的正向壓降；對(duì)于鍺管大約有0.3V的正向壓降。所以對(duì)于硅二極管，當(dāng)Vi=0.4V時(shí)，相當(dāng)于截止，Vo

=0.4V，而Vi=1.5V時(shí)，相當(dāng)于導(dǎo)通，有0.7V的管壓降，Vo=0.7V；對(duì)于鍺二極管，無(wú)論Vi=0.4V或Vi=1.5V都相當(dāng)于導(dǎo)通，有0.3V的管壓降，所以都有Vo=0.3V。解題思路1、將二極管從電路中拿走，在此電路的基礎(chǔ)上求兩個(gè)二極管的陽(yáng)極和陰極之間的電位差2、兩個(gè)二極管的陽(yáng)極和陰極之間的電位差共有三種情況：1）均小于02）均大于03）一個(gè)為正，另一個(gè)為負(fù)3、根據(jù)不同的情況做出判斷：1）均小于0：立即得出結(jié)論，兩個(gè)二極管均截止2）均大于0：這其中會(huì)有一大一小，可以得出結(jié)論，大的那個(gè)二極管一定導(dǎo)通，小的那個(gè)狀態(tài)不定，需要做進(jìn)一步的判斷。大的那個(gè)二極管導(dǎo)通后用理想的導(dǎo)線代替，這時(shí)整個(gè)電路就轉(zhuǎn)化成了只有一個(gè)二極管的電路，按照例3的方法繼續(xù)判斷，從而得出最后的結(jié)論。3）一個(gè)為正，另一個(gè)為負(fù)：正的那個(gè)二極管一定導(dǎo)通，負(fù)的那個(gè)狀態(tài)不定，需要做進(jìn)一步的判斷。正的那個(gè)二極管導(dǎo)通后用理想的導(dǎo)線代替，這時(shí)整個(gè)電路就轉(zhuǎn)化成了只有一個(gè)二極管的電路，按照例3的方法繼續(xù)判斷，從而得出最后的結(jié)論。練習(xí)題~220Ve2iDuL例6整流電路整流電路是最基本的將交流轉(zhuǎn)換為直流的電路，1、半波整流e2E2m+-iDuL整流電路中的二極管是作為開(kāi)關(guān)運(yùn)用，具有單向?qū)щ娦?。~220Ve2iDuL+-3、橋式整流~220Ve2uL+-~220Ve2uL+-e2uL二、用二極管交流模型來(lái)分析電路例5低電壓穩(wěn)壓電路直流電壓源VI的正常值為10V，R=10K，若VI變化±1V時(shí)，問(wèn)相應(yīng)的硅二極管電壓（即輸出電壓）的變化如何？解（1）求靜態(tài)工作點(diǎn)，畫(huà)出直流通路，二極管采用直流模型（2）畫(huà)交流通路，二極管采用交流模型（這時(shí)的信號(hào)是小信號(hào)）△△第2章半導(dǎo)體二極管及其基本電路2.1半導(dǎo)體的基本知識(shí)2.2PN結(jié)2.3半導(dǎo)體二極管2.4二極管基本電路及分析方法2.5特殊二極管2.5特殊二極管

2.5.1穩(wěn)壓二極管

2.5.2光電子器件1.光電二極管2.發(fā)光二極管1.穩(wěn)壓特性穩(wěn)壓原理：在反向擊穿時(shí)，電流在很大范圍內(nèi)變化時(shí)，只引起很小的電壓變化。正向部分與普通二極管相同穩(wěn)壓管穩(wěn)壓時(shí)必須工作在反向電擊穿狀態(tài)。當(dāng)反向電壓加到一定值時(shí)，反向電流急劇增加，產(chǎn)生反向擊穿。2.5.1穩(wěn)壓二極管光電二極管是有光照射時(shí)會(huì)產(chǎn)生電流的二極管。其結(jié)構(gòu)和普通的二極管基本相同它利用光電導(dǎo)效應(yīng)工作，PN結(jié)工作在反偏狀態(tài)，當(dāng)光照射在PN結(jié)上時(shí)，束縛電子獲得光能變成自由電子，產(chǎn)生電子—空穴對(duì)，在外電場(chǎng)的作用下形成光電流。D應(yīng)在反壓狀態(tài)工作發(fā)光二極管是將電能轉(zhuǎn)換成光能的特殊半導(dǎo)體器件，它只有在加正向電壓時(shí)才發(fā)光。2.5.2光電子器件1、光電二極管2、發(fā)光二極管

穩(wěn)壓管工作時(shí)應(yīng)反接，并串入一只電阻。電阻的作用一是起限流作用，以保護(hù)穩(wěn)壓管。二是當(dāng)輸入電壓或負(fù)載電流變化時(shí)，通過(guò)電阻上壓降的變化，取出誤差信號(hào)以調(diào)節(jié)穩(wěn)壓管的工作電流，從而起到穩(wěn)壓作用。3.應(yīng)用方法穩(wěn)壓電路IZmin

≤IZ≤IZmaxVIVOIZIRVRVOLED顯示器abcdfgabcdefgabcdefg+5V共陽(yáng)極電路共陰極電路控制端為高電平對(duì)應(yīng)二極管發(fā)光控制端為低電平對(duì)應(yīng)二極管發(fā)光e4、為合理選擇和正確使用各種半導(dǎo)體器件，必須熟悉它們的參數(shù)。這些參數(shù)大至可分為兩類(lèi)，一類(lèi)是性能參數(shù)，如穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓VZ、穩(wěn)定電流IZ、溫度系數(shù)等；另一類(lèi)是極限參數(shù)，如二極管的最大整流電流、最高反向工作電壓等。必須結(jié)合PN結(jié)特性及應(yīng)用電路，逐步領(lǐng)會(huì)這些參數(shù)的意義。5、二極管的伏安特性是非線性的，所以它是非線性器件。為分析計(jì)算電路方便，在特定條件下，常把二極管的非線性伏安特性進(jìn)行分段線性化處理，從而得到幾種簡(jiǎn)化的模型，如理想模型、恒壓降模型、折線模型和小信號(hào)模型。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)工作條件選擇適當(dāng)?shù)哪Ｐ汀?/p>

小結(jié)

6、對(duì)二極管伏安特性曲線中不同區(qū)段的利用，可以構(gòu)成各種不同的應(yīng)用電路。組成各種應(yīng)用電路時(shí)，關(guān)鍵是外電路（包括外電源、電阻等元件）必須為器件的應(yīng)用提供必要的工作條件和安全保證。小結(jié)重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：(1)