模电第三章研讨.ppt

3.4.1 简单二极管电路的图解分析方法 二极管是一种非线性器件，因而其电路一般要采用非线性电路的分析方法，相对来说比较复杂，而图解分析法则较简单，但前提条件是已知二极管的V -I 特性曲线。 例3.4.1 电路如图所示，已知二极管的V-I特性曲线、电源VDD和电阻R，求二极管两端电压vD和流过二极管的电流iD 。 解：由电路的KVL方程，可得 即 是一条斜率为-1/R的直线，称为负载线 Q的坐标值（VD，ID）即为所求。Q点称为电路的工作点。 3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法 1.二极管V-I 特性的建模 将指数模型 分段线性化，得到二极管特性的等效模型。 （1）理想模型 (a）V-I特性 （b）代表符号 vD=0 正向导通： iD=0 反向截止： 特点： 1.二极管V-I 特性的建模 （2）恒压降模型 电路模型： iD=0 反向截止： 特点： vD≈0.7V（硅管） 正向导通： vD≈0.2V（锗管） （a）V-I特性 1.二极管V-I 特性的建模 （3）折线模型 电路模型 : vD=Vth+iDrD 正向导通： iD=0 反向截止： 特点： （a）V-I 特性 1.二极管V-I 特性的建模 （4）小信号模型 二极管工作在正向特性的某一小范围内时，其正向特性可以等效成一个微变电阻。 （a）V-I特性 （b）电路模型 1.二极管V-I 特性的建模 （4）小信号模型 即 根据 得Q点处的微变电导 则 常温下（T=300K） 特别注意： 小信号模型中的微变电阻rd与静态工作点Q有关。 该模型用于二极管处于正向偏置条件下，且vDVT 。 3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法 2.模型分析法应用举例 （1）整流电路 例3.4.2 二极管基本电路如图所示，已知vs为正弦波。试利用二极管的理想模型，定性地绘出vo的波形。 2．模型分析法应用举例 （2）静态工作情况分析 理想模型 （R=10k?） 当VDD=10V 时， 恒压模型 （硅二极管典型值） （a）简单二极管电路 （b）习惯画法 折线模型 （硅二极管典型值） 设 当VDD=1V 时， （自看） 例3.4.3 2.模型分析法应用举例 （3）限幅电路 例3.4.4 电路如图，R = 1kΩ，VREF = 3V，二极管为硅二极管。分别用理想模型和恒压降模型求解，当vI = 6sin?t V时，绘出相应的输出电压vO的波形。 2．模型分析法应用举例 （4）开关电路 例：电路如图所示，二极管是理想的，求AO的电压值: 解： 先断开D，以O为基准电位， 即O点为0V。 则接D阳极的电位为-6V，接阴极的电位为-12V。 阳极电位高于阴极电位，D接入时正向导通。 导通后，D的压降等于零，即A点的电位就是D阳极的电位。 所以，AO的电压值为-6V。 2.模型分析法应用举例 （6）小信号工作情况分析 例3.4.6 图示电路中，VDD = 5V，R = 5k?，恒压降模型的VD=0.7V，vs = 0.1sinwt V。（1）求输出电压vO的交流量和总量；（2）绘出vO的波形。 （5）低压稳压电路 2．模型分析法应用举例 （6）小信号工作情况分析 例3.4.6 图示电路中，VDD = 5V，R = 5k?，恒压降模型的VD=0.7V，vs = 0.1sinwt V。（1）求输出电压vO的交流量和总量；（2）绘出vO的波形。 直流通路、交流通路、静态、动态等概念，在放大电路的分析中非常重要。 3.5 特殊二极管 3.5.1 齐纳二极管(稳压二极管) 3.5.2 变容二极管 3.5.3 肖特基二极管 3.5.4 光电子器件 3.5.1 齐纳二极管 1. 符号及稳压特性 利用二极管反向击穿特性实现稳压。稳压二极管稳压时工作在反向电击穿状态。 （1）稳定电压VZ （2）动态电阻rZ 在特定的测试电流IZT下，得到的反向工作电压。 rZ =?VZ /?IZ （3）最大耗散功率 PZM （4）最大稳定工作电流 IZmax 和最小稳定工作电流 IZmin （5）稳定电压温度系数——CTV 2.稳压二极管主要参数 * 大连交通大学电子电路教研室 3.1 半导体的基本知识 3.3 二极管 3.4 二极管的基本电路及其分析方法 3.5 特殊二极管 3.2 PN结的形成及特性 3.1 半导体的基本知识 3.1.1 半导体材料 3.1.2 半导体的共价键结构 3.1.3 本征半导体、空穴及其导电作用 3.1.4 杂质半导