二极管电路的分析方法.ppt

1.3　二极管电路的分析方法 1.3.1 理想二极管及二极管特性的折线近似 第 1 章　半导体二极管 1.3.2 图解法和微变等效电路法 1.3.1 理想二极管及二极管特性的折线近似 一、理想二极管 特性 uD iD 符号及 等效模型 S S 理想二极管： 正偏导通，uD = 0；反偏截止， iD = 0; U(BR) = ? 第 1 章　半导体二极管 实际电路中当二极管正向压降远小于和它串连的电压，反向电流远小于和它并联时，认为二极管是理想的 二、二极管的折线近似 uD iD UD(on) ?U ?I 斜率1/ rD rD UD(on) 二极管的恒压降模型 uD iD UD(on) uD = UD(on) 0.7 V (Si) 0.2 V (Ge) UD(on) 二极管特性折线模型 忽略导通电压时二极管的折线模型 uD iD rD UD(on) 例 1.3.1 硅二极管，R = 2 k?，分别用二极管理想模型和恒压降模型求出 VDD = 2 V 和 VDD = 10 V 时 IO 和 UO 的值。 UO VDD IO R UO VDD IO R [解] VDD = 2 V 理想 IO = VDD / R = 2 / 2 = 1 (mA) UO = VDD = 2 V 恒压降 UO = VDD – UD(on) = 2 ? 0.7 = 1.3 (V) IO = UO / R = 1.3 / 2 = 0.65 (mA) VDD = 10 V 理想 IO = VDD/ R = 10 / 2 = 5 (mA) 恒压降 UO = 10 ? 0.7 = 9.3 (V) IO = 9.3 / 2 = 4.65 (mA) UO VDD IO R VDD 大， 采用理想模型 VDD 小， 采用恒压降模型 第 1 章　半导体二极管 理想模型 恒压降模型 例1.3.2 试求电路中电流 I1、I2、IO 和输出电压 UO 的值。 解：假设二极管断开 UP = 15 V UP UN 二极管导通 等效为 0.7 V 的恒压源 UO = VDD1 ? UD(on)= 15 ? 0.7 = 14.3 (V) IO = UO / RL= 14.3 / 3 = 4.8 (mA) I2 = (UO ? VDD2) / R = (14.3 ? 12) / 1 = 2.3 (mA) I1 = IO + I2 = 4.8 + 2.3 = 7.1 (mA) VDD1 VDD2 UO RL R 1 kW 3 kW IO I1 I2 15 V 12V P N 第 1 章　半导体二极管 例 1.3.3 二极管构成“门”电路，设 V1、V2 均为理想二极管，当输入电压 UA、UB 为低电压 0 V 和高电压 5 V 的不同组合时，求输出电压 UO 的值。 UA UB UO R 3 kW 12 V VDD V1 V2 B A Y 输入电压 理想二极管 输出 电压 UA UB V1 V2 0 V 0 V 正偏 导通 正偏 导通 0 V 0 V 5 V 正偏 导通 反偏 截止 0 V 5 V 0 V 反偏 截止 正偏 导通 0 V 5 V 5 V 正偏 导通 正偏 导通 5 V 第 1 章　半导体二极管 例 1.3.4 画出硅二极管构成的桥式整流电路在 ui = 15sin?t (V) 作用下输出 uO 的波形。 (按理想模型) RL V1 V2 V3 V4 ui B A uO O t uO/ V 15 O t ui / V 15 ui B A uO S1 S2 S3 S4 ui B A uO S1 S2 S3 S4 　　若有条件，可切换到 EWB 环境观察桥式整流波形。 第 1 章　半导体二极管 例 1.3.5 ui = 2 sin ?t (V)，分析二极管的限幅作用。 ui 较小，宜采用恒压降模型 V1 V2 ui uO R ui 0.7 V V1、V2 均截止 uO = ui uO = 0.7 V ui ? 0.7 V V2 导通 V１截止 ui ? 0.7 V V1 导通 V2 截止 uO = ? 0.7 V 思考题: V1、V2 支路各串联恒压源，输出波形如何？(可切至 EWB ) O t uO/ V 0.7 O t ui / V 2 ? 0.7 第 1 章　半导体二极管 小 结 理想二极管： 正偏导通，电压降为零，相当于开关合上； 反偏截止，电流为零，相当于开关断开。 恒压降模型： 正偏电压 ? UD(on) 时导通，等效为恒压源 UD(on)； 否则截止，相当于二极管支路断开。 第 1 章　半导体二极管 当所加电压远大于二极管正向电压是，可看成是理想二极管 当所加电压接近二