《模電課件大全》PPT課件.ppt

1、3.4 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,3.4.2 二極管電路的簡化模型分析方法,3.4.1 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，因而其電路一般要采用非線性電路的分析方法，相對來說比較復雜，而圖解分析法則較簡單，但前提條件是已知二極管的V -I 特性曲線。,例3.4.1 電路如圖所示，已知二極管的V-I特性曲線、電源VDD和電阻R，求二極管兩端電壓vD和流過二極管的電流iD 。,解：由電路的KVL方程，可得,即,是一條斜率為-1/R的直線，稱為負載線,Q的坐標值（VD，ID）即為所求。Q點稱為電路的工作點,3.4.2 二極管電路的簡化模型

2、分析方法,1.二極管V-I 特性的建模,將指數(shù)模型 分段線性化，得到二極管特性的等效模型。,3.4.2 二極管電路的簡化模型分析方法,1.二極管V-I 特性的建模,3.4.2 二極管電路的簡化模型分析方法,1.二極管V-I 特性的建模,（4）小信號模型,vs =0 時, Q點稱為靜態(tài)工作點 ，反映直流時的工作狀態(tài)。,vs =Vmsint 時（VmVDD）, 將Q點附近小范圍內(nèi)的V-I 特性線性化，得到小信號模型，即以Q點為切點的一條直線。,3.4.2 二極管電路的簡化模型分析方法,1.二極管V-I 特性的建模,（4）小信號模型,過Q點的切線可以等效成一個微變電阻,即,根據(jù),得Q點處的微變電導,

3、則,常溫下（T=300K）,（a）V-I特性 （b）電路模型,3.4.2 二極管電路的簡化模型分析方法,1.二極管V-I 特性的建模,（4）小信號模型,（a）V-I特性 （b）電路模型,3.4.2 二極管電路的簡化模型分析方法,2模型分析法應用舉例,（1）整流電路,（a）電路圖 （b）vs和vo的波形,2模型分析法應用舉例,（2）靜態(tài)工作情況分析,理想模型,恒壓模型,（硅二極管典型值）,折線模型,（硅二極管典型值）,設,（a）簡單二極管電路 （b）習慣畫法,2模型分析法應用舉例,（3）限幅電路,電路如圖，R = 1k，VREF = 3V，二極管為硅二極管。分別用理想模型和恒壓降模型求解，當vI

4、 = 6sint V時，繪出相應的輸出電壓vO的波形。,2模型分析法應用舉例,（4）開關電路,電路如圖所示，求AO的電壓值,解：,先斷開D，以O為基準電位， 即O點為0V。,則接D陽極的電位為-6V，接陰極的電位為-12V。,陽極電位高于陰極電位，D接入時正向?qū)ā?導通后，D的壓降等于零，即A點的電位就是D陽極的電位。,所以，AO的電壓值為-6V。,end,2模型分析法應用舉例,（6）小信號工作情況分析,圖示電路中，VDD = 5V，R = 5k，恒壓降模型的VD=0.7V，vs = 0.1sinwt V。（1）求輸出電壓vO的交流量和總量；（2）繪出vO的波形。,直流通路、交流通路、靜態(tài)、

5、動態(tài)等概念，在放大電路的分析中非常重要。,3.5 特殊二極管,3.5.1 齊納二極管(穩(wěn)壓二極管),1.符號及穩(wěn)壓特性,利用二極管反向擊穿特性實現(xiàn)穩(wěn)壓。穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓時工作在反向電擊穿狀態(tài)。,(1) 穩(wěn)定電壓VZ,(2) 動態(tài)電阻rZ,在規(guī)定的穩(wěn)壓管反向工作電流IZ下，所對應的反向工作電壓。,rZ =VZ /IZ,(3)最大耗散功率 PZM,(4)最大穩(wěn)定工作電流 IZmax 和最小穩(wěn)定工作電流 IZmin,(5)穩(wěn)定電壓溫度系數(shù)VZ,2. 穩(wěn)壓二極管主要參數(shù),3.5.1 齊納二極管,3. 穩(wěn)壓電路,正常穩(wěn)壓時 VO =VZ,3.5.1 齊納二極管,3.5.2 變?nèi)荻O管,變?nèi)荻O管是利用結勢

6、壘電容C隨外加電壓V的變化而變化的特點制成的二極管。,符號：,注意：使用時應外加反向電壓,3.5.3 肖特基二極管,（a）符號 （b）正向V-I特性,3.5.4 光電子器件,1. 光電二極管,（a）符號 （b）電路模型 （c）特性曲線,3.5.4 光電子器件,2. 發(fā)光二極管,符號,光電傳輸系統(tǒng),3.5.4 光電子器件,3. 激光二極管,（a）物理結構 （b）符號,end,一、整流電路,整流電路是最基本的將交流轉換為直流的電路，,1、半波整流,iD,uL,整流電路中的二極管是作為開關運用，具有單向?qū)щ娦浴?3.6 二極管的應用,二極管應用,2、全波整流,一、整流電路,二極管應用,3、橋式整流,

7、一、整流電路,二極管應用,二、 LED顯示器,a,b,c,d,f,g,+5V,共陽極電路,共陰極電路,控制端為高電平 對應二極管發(fā)光,控制端為低電平 對應二極管發(fā)光,e,小 結,1、 半導體中有兩種載流子：電子和空穴。載流子有兩種運動方式：擴散運動和漂移運動。 本征激發(fā)使半導體中產(chǎn)生電子-空穴對，但它們的數(shù)目很少，并與溫度有密切關系。 2、在本征半導體中摻入不同的雜質(zhì),可分別形成P型和N型半導體,它們是各種半導體器件的基本材料。 3、PN結是各種半導體器件的基本結構形式，如二極管由一個PN結加引線組成。因此，掌握PN結的特性對于了解和使用各種半導體器件有著十分重要的意義。 PN結的重要特性是單

8、向?qū)щ娦浴?4、為合理選擇和正確使用各種半導體器件，必須熟悉它們的參數(shù)。這些參數(shù)大至可分為兩類，一類是性能參數(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。必須結合PN結特性及應用電路，逐步領會這些參數(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行分段線性化處理，從而得到幾種簡化的模型，如理想模型、恒壓降模型、折線模型和小信號模型。在實際應用中，應根據(jù)工作條件選擇適當?shù)哪Ｐ汀?小 結,6、對二極管伏安特性曲線中不同區(qū)段的利用，可以構成各種不同的應用電路。組成各種應用電路時，關鍵是外電路（包括外電源、電阻等元件）必須為器件的應用提供必要的工作條件和安全保證。,小 結,重點難點,重點： (1)半導體二極管的V-I特性及主要參數(shù) (2)二極管的基本電路及分析方法 (3)穩(wěn)壓管工作原理及應用 難點： 兩種載流子、PN結的形成、單向?qū)щ娦?、二極管的