二極管基本應用電路以及其分析方法

1、關(guān)于二極管基本應用電路及其分析方法第一張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月1.3 二極管基本應用電路及其分析方法1.3.1 二極管的理想模型和恒壓降模型1.3.2 圖解分析法和小信號模型分析法第二張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月1.3 二極管基本應用電路及其分析方法 兩種分析方法：圖解法：求兩條曲線的交點。模型分析法：將非線性器件近似用電路模型（線性的）來等效，然后分析計算。二極管的模型: 對于直流：理想模型、恒壓降模型等； 對于交流：小信號模型。第三張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月1.3.1 二極管的理想模型和恒壓降模型一、理想模型和恒壓降模型的建立符號：1.理想模型iD

2、uDO理想二極管特性：正偏時導通，uD = 0反偏時截止， iD = 0 U(BR)= 第四張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月1.3.1 二極管的理想模型和恒壓降模型一、理想模型和恒壓降模型的建立2.恒壓降模型iDuDOUD(on)等效電路 正偏電壓 UD(on) 時導通，二極管等效為恒壓源 UD(on)； 否則截止，二極管等效為開路。第五張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月例1.3.1 已知R = 2 k，試用理想模型和恒壓降模型 求 VDD = 2 V 和 VDD = 10 V 時 IO 和 UO 。UOVDDIOR解：UOVDDIORUD(on)UOVDDIOR理想模型時的等效

3、電路恒壓降模型時的等效電路（板書詳解）第六張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月例1.3.1 已知R = 2 k，試用理想模型和恒壓降模型求 VDD = 2 V 和 VDD = 10 V 時 IO 和 UO 。UOVDDIOR解： 由該例可見:VDD 大時可采用理想模型 VDD 小時應采用恒壓降模型 欲得更高計算精度，可采用二極管的折線模型第七張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月二極管的折線模型模型:rD 稱為導通電阻等效電路更接近實際特性！第八張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月二、理想模型和恒壓降模型應用舉例例1.3.2 試求圖示硅二極管電路中電流 I1、I2、IO 和輸出電壓

4、UO 值。(用恒壓降模型)PNVDD1VDD2UORLR1 kW3 kWIOI1I215 V12V 解：先移開二極管UP = 15 V因UP N 0.7V，故接上二極管后，二極管導通，等效為 0.7 V 的恒壓源。第九張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月例1.3.2 試求圖示硅二極管電路中電流 I1、I2、IO 和輸出電壓 UO 值。解：二極管等效為 0.7 V 的恒壓源。PNVDD2UORLR1 kW3 kWIOI1I215 V12VVDD10.7VUO= VDD1 UD(on)= （15 0.7） = 14.3 VIO= UO / RL= 14.3 / 3 = 4.8mAI1= IO

5、+ I2 = （4.8 + 2.3）= 7.1 mAI2 = (UO VDD2) / R = (14.3 12) / 1 = 2.3 mA第十張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月例1.3.4 如圖電路中，設 VDA、VDB 均為理想二極管，當輸入電壓 UA、UB 為低電壓 0 V 和高電壓 5 V 的不同組合時，求輸出電壓 UO 的值。電路習慣畫法第十一張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月輸入電壓理想二極管輸出電壓UAUBVAVB0 V0 V導通導通0 V解：0V0V 例1.3.4 如圖電路中，當UA、UB 為 0 V 和 5 V 的不同組合時，求輸出電壓 UO 的值。第十二張，PPT

6、共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月輸入電壓理想二極管輸出電壓UAUBVAVB0 V0 V導通導通0 V0V5V0 V5 V導通0 V截止 解：例1.3.4 如圖電路中，當UA、UB 為 0 V 和 5 V 的不同組合時，求輸出電壓 UO 的值。第十三張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月輸入電壓理想二極管輸出電壓UAUBVAVB0 V0 V導通導通0 V5V0V0 V5 V導通0 V截止5 V0 V導通0 V截止解：例1.3.4 如圖電路中，當UA、UB 為 0 V 和 5 V 的不同組合時，求輸出電壓 UO 的值。第十四張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月輸入電壓理想二極管輸出電壓UAUB

7、VAVB0 V0 V導通導通0 V5V5V0 V5 V導通0 V截止5 V0 V導通0 V截止 5 V5 V導通導通5 V實現(xiàn)了“與”功能解：例1.3.4 如圖電路中，當UA、UB 為 0 V 和 5 V 的不同組合時，求輸出電壓 UO 的值。第十五張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月例1.3.5 試分析下圖所示的硅二極管電路:（1）畫出電壓傳輸特性曲線；（2）已知u i10sin t (V)，畫出u i 和u O的波形。解：5.1k-+ui+-2V+-V24V-+uOV1 斷開二極管，分析各二極管導通條件：V1只可能在u i 2.7V 時導通；V2只可能在u i - 4.7V時導通；當

8、- 4.7V u i 2.7V 時，V1導通、 V2截止，uO 2.7V - 4.7V u i 2.7V 時， V1和V2均截止，uOui ui - 4.7V 時，V1截止， V2導通，uO - 4.7V 5.1k-+ui+-2V+-VD24V-+uOVD1+-0.7V5.1k-+ui+-2V+-V24V-+uOV15.1k-+ui+-2V+-VD24V-+uOVD15.1k-+ui+-2V+-V24V-+uOV15.1k-+ui+-2V+-VD24V-+uOVD1_+0.7V解：第十七張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月24-2-40BADCui/V24-4-2uo/V-4.72.70t

9、uo/Vt0ui/V2.7-4.710-10雙向限幅電路用以限制信號電壓范圍，常用作保護電路。（2）電壓傳輸特性曲線和 u I 和 u O 的波形 解：第十八張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月uD = VDD iDRiD = f (uD) 求解可得二極管電流、電壓一、二極管電路的直流圖解分析 1.3.2 圖解分析法和小信號模型分析法第十九張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月一、二極管電路的直流圖解分析 M（VDD ,0）N （ 0 , VDD/R ） 直流負載線直流工作點參數(shù)為： UQ = 0.7 V，IQ= 5 mA二極管直流電阻：uDVDDR1.2 V100 iD直流工作點QIQ

10、UQiD / mA128400.30.6uD / V1.20.9Q點越高，二極管直流電阻越小 。第二十張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月iD / mAuD /VOVDDVDD/ RQIQUQiD / mAw tO 動態(tài)、動態(tài)分析 總量 = 靜態(tài)量+ 動態(tài)量：二、二極管電路的交流圖解分析VDDuiuDRCiDC 對交流信號近似短路 ui =Uimsin wt ，Uim很小w tO uiid第二十一張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月iD / mAuD /VOVDDVDD/ RQIQUQiD / mAw tOUQ= UD(on)工程上，靜態(tài)分析通常采用估算法：二、二極管電路的交流圖解分析

11、VDDuiuDRCiDw tO uiid動態(tài)分析通常采用小信號模型分析法。第二十二張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月iD / mAuD /VOVDDVDD/ RQIQUQiD / mAw tOw tO uiid斜率1/rd三、二極管電路的小信號模型分析法rd = UT / IQ 26 mV / IQ二極管的交流電阻rd 很小。IQ越大，rd 越小。二極管的小信號模型第二十三張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月例1.3.7圖示電路，輸入電壓U I為10V，試分析當U I 變化 1V時U O的相應變化量和輸出電壓值。 U I變化時的等效電路 1、靜態(tài)分析：U I =10V時的U O、I

12、Q U O =UQ 0.7 VIQ = (100.7) /3 = 3.1 mA2. 動態(tài)分析: 求UI變化 1V時相應變化量UO 解：第二十四張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月2.動態(tài)分析rd = 26 / IQ = 26 / 3.1 8.39 UOUOUO 700 mV 2.79 mV3.綜合分析解：例1.3.7圖示電路，輸入電壓U I為10V，試分析當U I 變化 1V時U O的相應變化量和輸出電壓值。 第二十五張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月討論題：1.怎樣選用合適的分析方法對二極管應用電路進行分析 ？ 答：二極管電路的分析方法主要有圖解分析法和模型分析法，前者常用于觀察器件工作點是否合適，后者常用以分析電路性能。第二十六張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月答續(xù)：用模型法分析二極管電路時，應根據(jù)二極管在電路所起的主要作用，選用合適的模型。對直流電路或大信號電路，二極管主要起單向?qū)щ娮饔茫刹捎美硐肽Ｐ突蚝銐航的Ｐ图右苑治?。若可忽略二極管導通電壓時，則可采用理想模型，否則宜采用恒壓降模型。分析電路時，首先應判斷二極管的工作狀態(tài)，當二極管處于導通狀態(tài)時，可應用箝位概念分析電路，當二極管處于截止狀態(tài)時，可將二極管所在支路斷開，然后再分析電路。第二十七張，PPT