CH03-4~5二極管分析課件

電子技術(shù)基礎(chǔ)課程

(模擬部分）2007電氣與信息工程系3.4

二極管基本電路及其分析方法

3.4.1簡(jiǎn)單二極管電路的圖解分析方法

3.4.2二極管電路的簡(jiǎn)化模型分析方法要求：掌握二極管電路的簡(jiǎn)化模型分析方法3.4.1簡(jiǎn)單二極管電路的圖解分析方法二極管是一種非線性器件------電路一般要采用非線性電路的分析方法，相對(duì)來說比較復(fù)雜;圖解分析法則較簡(jiǎn)單，但前提條件是已知二極管的V-I特性曲線。3.4.2二極管電路的簡(jiǎn)化模型分析方法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。（1）理想模型

（a）V-I特性（b）代表符號(hào)（c）正向偏置時(shí)的電路模型（d）反向偏置時(shí)的電路模型3.4.2二極管電路的簡(jiǎn)化模型分析方法1.二極管V-I特性的建模（2）恒壓降模型（a）V-I特性（b）電路模型（3）折線模型（a）V-I特性（b）電路模型3.4.2二極管電路的簡(jiǎn)化模型分析方法1.二極管V-I特性的建模（4）小信號(hào)模型vs=0時(shí),Q點(diǎn)稱為靜態(tài)工作點(diǎn)，反映直流時(shí)的工作狀態(tài)。vs=Vmsint時(shí)（Vm<<VDD）,將Q點(diǎn)附近小范圍內(nèi)的V-I特性線性化，得到小信號(hào)模型，即以Q點(diǎn)為切點(diǎn)的一條直線。3.4.2二極管電路的簡(jiǎn)化模型分析方法1.二極管V-I特性的建模（4）小信號(hào)模型

特別注意：小信號(hào)模型中的微變電阻rd與靜態(tài)工作點(diǎn)Q有關(guān)。該模型用于二極管處于正向偏置條件下，且

vD>>VT

。（a）V-I特性（b）電路模型3.4.2二極管電路的簡(jiǎn)化模型分析方法2．模型分析法應(yīng)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(yīng)用舉例（2）靜態(tài)工作情況分析1)理想模型（R=10k）當(dāng)VDD=10V時(shí)，2)恒壓模型（硅二極管典型值）3)折線模型（硅二極管典型值）設(shè)當(dāng)VDD=1V時(shí)，（自看）（a）簡(jiǎn)單二極管電路（b）習(xí)慣畫法2．模型分析法應(yīng)用舉例（4）開關(guān)電路電路如圖所示，求AO的電壓值解：

先斷開D，以O(shè)為基準(zhǔn)電位，即O點(diǎn)為0V。則接D陽(yáng)極的電位為-6V，接陰極的電位為-12V。陽(yáng)極電位高于陰極電位，D接入時(shí)正向?qū)?。?dǎo)通后，D的壓降等于零，即A點(diǎn)的電位就是D陽(yáng)極的電位。所以，AO的電壓值為-6V。2．模型分析法應(yīng)用舉例（5）小信號(hào)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=0.1sinwtV。（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)、動(dòng)態(tài)等概念，在放大電路的分析中非常重要。電子技術(shù)基礎(chǔ)課程

(模擬部分）LiLi制作湖南工程學(xué)院電氣與信息工程系1.半導(dǎo)體二極管的特性

V-I特性表達(dá)式2.二極管基本電路及其分析方法

二極管是非線性器件，分析計(jì)算時(shí)，常把二極管的非線性伏安特性進(jìn)行分段線性化處理。

半導(dǎo)體二極管圖片普通二極管穩(wěn)壓二極管半導(dǎo)體二極管圖片整流二極管半導(dǎo)體二極管的型號(hào)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)半導(dǎo)體器件型號(hào)的命名舉例如下：半導(dǎo)體器件類型及型號(hào)可查手冊(cè)，如：P：表普通二極管B或C：表變?nèi)荻O管Z：表整流二極管W：表穩(wěn)壓二極管U：光電二極管本次課主要內(nèi)容

3.5特殊二極管3.5.1穩(wěn)壓二極管3.5.2變?nèi)荻O管3.5.3肖特基二極管3.5.4光電子器件光電二極管發(fā)光二極管3.激光二極管學(xué)習(xí)方法及重點(diǎn)符號(hào)、工作段使用方法(1)穩(wěn)定電壓VZ(2)動(dòng)態(tài)電阻rZ

在規(guī)定的穩(wěn)壓管反向工作電流IZ下，所對(duì)應(yīng)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表溫度變化1℃穩(wěn)壓值的變化量2.特性參數(shù)3.5.1穩(wěn)壓二極管

穩(wěn)壓管工作時(shí)應(yīng)反接，并串入一只電阻。電阻的作用：1）限流作用；2）當(dāng)輸入電壓或負(fù)載電流變化時(shí)，通過電阻上壓降的變化，取出誤差信號(hào)，起到穩(wěn)壓作用。應(yīng)用舉例穩(wěn)壓電路IZmin

≤IZ≤IZmaxVIVOIZIRVRVO3.5.1穩(wěn)壓二極管3.5.2變?nèi)荻O管（a）符號(hào)（b）結(jié)電容與電壓的關(guān)系（縱坐標(biāo)為對(duì)數(shù)刻度）

結(jié)電容隨反向電壓的增加而減少2CB11：反向工作電壓30V，總電容9~12pF應(yīng)用：高頻技術(shù)中，如電子調(diào)諧器3.5.4光電子器件1.光電二極管(光敏二極管):受光器件（a）符號(hào)（b）電路模型（c）特性曲線PN結(jié)反向偏置下工作,反向電流與光照度成正比;2DU1A:光電流大于80uA,暗電流(無光時(shí))小于0.1A應(yīng)用：自動(dòng)售糧機(jī)等3.5.4光電子器件2.發(fā)光二極管(LightEmittingDiode簡(jiǎn)稱LED)符號(hào)特點(diǎn):

工作時(shí)外加正向電壓;

正向?qū)▔航?~2V;

光的顏色取決于半導(dǎo)體的材料,光的強(qiáng)度與電流成正比應(yīng)用:*2EF31A,極限工作電流30mA,紅光*閃爍發(fā)光二極管(BTS):頻率低,節(jié)日彩燈,胸花報(bào)警等二極管應(yīng)用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e光電傳輸系統(tǒng)發(fā)光二極管－光電二極管型光電耦合器GD211光電傳輸系統(tǒng)隔離放大：應(yīng)用于高共模環(huán)境下的小信號(hào)測(cè)量，輸入/輸出和電源電路之間沒有直接的電路耦合。旋轉(zhuǎn)編碼器的A相輸出經(jīng)過高速光耦TLP521隔離后，直接接到TMS320LF2407的QEP1引腳3.5