重庆大学模拟电子技术课件全集第6章 半导体二极管及其应用电路.ppt

例 直流输入电压VI 系由汽车 上铅酸电池供电, 电压在 12 ~ 13.6V之间波动。负载为一移动式 9V半导体收音机，当它的音量最大时，需供给的功率为 0. 5 W。稳压管的主要参数： Vz = 9V， Iz = 10mA 至 IZ（max） =100mA，耗散功率为 1W。限流电阻R的值为 47? 。试分析此稳压电路能否正常工作。 作业：6.2?? 6.4?? 6.6?? 6.8?? 6.9? 6.15 6.4.3 分段线性模型法 二极管的分段线性模型有理想模型、恒压降模型和折线模型。 理想模型 （d）反向偏置模型 （a）伏安特性逼近 （b）代表符号 （c）正向偏置模型 　　当实际二极管所在回路的电压远大于正向导通电压（通常是两者之比大于10）时，可采用理想二极管模型。 2．恒压降模型 　　恒压降模型：伏安特性等效为一个理想二极管与一个直流电压源Von的串联。 小功率硅管的Von≈0.6～0.8V，通常取固定值0.7V； 小功率锗管的Von≈0.2～0.3V，通常取固定值0.2V。 当实际二极管所在回路的总电阻（不含二极管）远大于二极管的导通电阻（通常是两者之比大于10）时，可采用恒压降模型。 ３.折线模型 折线模型:伏安特性等效为一个理想二极管、一个直流电压源Vth和一个电阻串联rD。 硅管的Vth约为0.5V，锗管的Vth约为0.1V； rD称为导通电阻，设二极管导通电压对应的电流为Ion，则导通电阻rD近似为： 　　当实际二极管所在回路的总电阻（不含二极管）与导通电阻相当（通常是两者之比小于10）时，可采用折线模型。 例6.4 已知二极管的伏安特性曲线如图中(a)的粗实线所示，试用分段线性模型求图(b)电路中二极管的电流和电压并比较误差。 解：由图可知，二极管是硅管，且承受正向电压。 (1)采用理想模型计算 例１：Q的坐标是（0.75，0.85） 与图解法的结果比较，电流的相对误差为 电流误差较大。这是因为回路电压（5V）与二极管的导通电压（0.7V）之比小于10，故本例不宜采用理想模型。 ２.采用恒压降模型计算 例6.4 已知二极管的伏安特性曲线如图中(a)的粗实线所示，试用分段线性模型求图(b)电路中二极管的电流和电压并比较误差。 解：由图可知，二极管是硅管，且承受正向电压。 例１：Q的坐标是（0.75，0.85） 与图解法的结果比较，电流的相对误差为 电流误差可以接受。这是因为回路电阻（5k）与二极管的导通电阻（0.25k,见下文）之比大于10，故本例采用恒压降模型可以得到准确的结果。 例6.4 已知二极管的伏安特性曲线如图中(a)的粗实线所示，试用分段线性模型求图(b)电路中二极管的电流和电压并比较误差。 解：由图可知，二极管是硅管，且承受正向电压。 例１：Q的坐标是（0.75，0.85） 3.采用折线模型计算 由伏安特性曲线可知，导通电压对应的电流约为0.8mA。 与图解法的结果比较，电流的相对误差为 电流误差与恒压降模型相近，但计算比采用恒压降模型复杂。 在实际计算中通常采用恒压降模型计算二极管的静态工作点。 6.5 特殊二极管 稳压二极管、变容二极管、光电二极管、发光二极管和激光二极管 6.5.1 稳压二极管 　　　PN结电击穿后其反向电压基本不随反向电流变化，具有电压稳定的作用。 Vz0：反向击穿电压 rZ是AB段斜率的倒数，称为稳压管的动态电阻。 反向击穿区 稳压管的主要参数 （1）稳定电压Vz： 　　指工作在反向击穿区时稳压管的稳定工作电压，对应于伏安特性图中的Vz0。齐纳二极管的Vz通常小于4V，雪崩二极管的Vz通常大于7V。 （2）稳定电流Iz： （3）额定功耗Pz： 额定功耗等于稳定电压与最大稳定电流之积（Pz=VzIz(max)）。 　　如果稳定电流超过最大稳定电流Iz(max)或实际耗散功率大于Pz，则稳压管的PN结就会被热击穿，造成永久损坏。 　　稳压管正常击穿稳压时的反向电流，对应于图中的Iz(min)。反向工作电流大于Iz稳压管才能稳压。 （4）动态内阻rZ： （5）温度系数αz： rZ是稳压管正常击穿时端电压变化量ΔVz与相应反向电流变化量 ΔIz之比，其值愈小，反向击穿特性曲线越陡，稳压性能愈好。 表示温度每变化1oC引起的稳定电压变化量。 例6.5 电路如图 (a)所示。已知　　　　　　　　，稳压管参数为：Vz0=6V，Iz(min)=5mA，Iz(max)=25mA，rZ=30Ω。试求稳压管的电流、输出电压和动态输出电阻　　，画出等效电路。 解：由图 (a)电路知，稳压管反向击穿稳压。 稳压管电流的直流电流分量为： 输出电压的直流分量为： 当直流分量VI=0，VZ0=0时，稳压管电流的交流电流分量为： 输出电压的交流分量为： 方