二極管電路的分析方法PPT課件

.,1,1.3二極管電路的分析方法,1.3.1理想二極管及二極管特性的折線近似,第1章半導(dǎo)體二極管,1.3.2圖解法和微變等效電路法,.,2,1.3.1理想二極管及二極管特性的折線近似,一、理想二極管,特性,符號及等效模型,理想二極管：正偏導(dǎo)通，uD=0；反偏截止，iD=0;U(BR)=,第1章半導(dǎo)體二極管,實際電路中當(dāng)二極管正向壓降遠(yuǎn)小于和它串連的電壓，反向電流遠(yuǎn)小于和它并聯(lián)時，認(rèn)為二極管是理想的,.,3,二、二極管的折線近似,UD(on),斜率1/rD,rD,UD(on),二極管的恒壓降模型,UD(on),uD=UD(on),0.7V(Si),0.2V(Ge),二極管特性折線模型,忽略導(dǎo)通電壓時二極管的折線模型,rD,.,4,UD(on),例1.3.1硅二極管，R=2k，分別用二極管理想模型和恒壓降模型求出VDD=2V和VDD=10V時IO和UO的值。,解,VDD=2V,理想,IO=VDD/R=2/2=1(mA),UO=VDD=2V,恒壓降,UO=VDDUD(on)=20.7=1.3(V),IO=UO/R=1.3/2=0.65(mA),VDD=10V,理想,IO=VDD/R=10/2=5(mA),恒壓降,UO=100.7=9.3(V),IO=9.3/2=4.65(mA),VDD大，采用理想模型VDD小，采用恒壓降模型,第1章半導(dǎo)體二極管,理想模型,恒壓降模型,.,5,例1.3.2試求電路中電流I1、I2、IO和輸出電壓UO的值。,解：假設(shè)二極管斷開,UP=15V,UPUN,二極管導(dǎo)通,等效為0.7V的恒壓源,UO=VDD1UD(on)=150.7=14.3(V),IO=UO/RL=14.3/3=4.8(mA),I2=(UOVDD2)/R=(14.312)/1=2.3(mA),I1=IO+I2=4.8+2.3=7.1(mA),P,N,第1章半導(dǎo)體二極管,.,6,例1.3.3二極管構(gòu)成“門”電路，設(shè)V1、V2均為理想二極管，當(dāng)輸入電壓UA、UB為低電壓0V和高電壓5V的不同組合時，求輸出電壓UO的值。,0V,0V,正偏導(dǎo)通,正偏導(dǎo)通,0V,0V,5V,正偏導(dǎo)通,反偏截止,0V,5V,0V,反偏截止,正偏導(dǎo)通,0V,5V,5V,正偏導(dǎo)通,正偏導(dǎo)通,5V,第1章半導(dǎo)體二極管,.,7,例1.3.4畫出硅二極管構(gòu)成的橋式整流電路在ui=15sint(V)作用下輸出uO的波形。,(按理想模型),若有條件，可切換到EWB環(huán)境觀察橋式整流波形。,第1章半導(dǎo)體二極管,.,8,例1.3.5ui=2sint(V)，分析二極管的限幅作用。,ui較小，宜采用恒壓降模型,ui0.7V,V1、V2均截止,uO=ui,uO=0.7V,ui0.7V,V2導(dǎo)通V截止,ui0.7V,V1導(dǎo)通V2截止,uO=0.7V,思考題:,V1、V2支路各串聯(lián)恒壓源，輸出波形如何？(可切至EWB),第1章半導(dǎo)體二極管,.,9,小結(jié),理想二極管：,正偏導(dǎo)通，電壓降為零，相當(dāng)于開關(guān)合上；,反偏截止，電流為零，相當(dāng)于開關(guān)斷開。,恒壓降模型：,正偏電壓UD(on)時導(dǎo)通，等效為恒壓源UD(on)；,否則截止，相當(dāng)于二極管支路斷開。,第1章半導(dǎo)體二極管,當(dāng)所加電壓遠(yuǎn)大于二極管正向電壓是，可看成是理想二極管,當(dāng)所加電壓接近二極管正向電壓時，可看成恒壓降模型,.,10,1.3.2圖解法和微變等效電路法,一、二極管電路的直流圖解分析,uD=VDDiDR,iD=f(uD),1.2V,100,M,N,斜率1/R,靜態(tài)工作點,也可取UQ=0.7V,IQ=(VDDUQ)/R=5(mA),二極管直流電阻RD,斜率1/RD,第1章半導(dǎo)體二極管,.,11,二、交流圖解法,電路中含直流和小信號交流電源時,二極管中含交、直流成分,C隔直流通交流,當(dāng)ui=0時,iD=IQ,UQ=0.7V(硅)，0.2V(鍺),設(shè)ui=sinwt,VDD,VDD/R,Q,IQ,UQ,id,斜率1/rd,rd=UT/IQ=26mV/IQ,當(dāng)ui幅度較小時，二極管伏安特性在Q點附近近似為直線,第1章半導(dǎo)體二極管,.,12,三、微變等效電路分析法,對于交流信號電路可等效為,例1.3.6ui=5sint(mV)，VDD=4V，R=1k，求iD和uD。,解,1.靜態(tài)分析,令ui=0，取UQ0.7V,IQ=(VDDUQ)/R=3.3mA,2.動態(tài)分析,rd=26/IQ=26/3.38()