电子技术基础模拟部分课件单元ch03讲解.ppt

3.4 二极管的基本电路及其分析方法 3.4.1 简单二极管电路的图解分析方法 3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法 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。 符号中大小写的含义： 大写字母大写下标：静态值（直流），如，IB （参见“本书常用符号表”） 小写字母大写下标：总量（直流+交流），如，iB 小写字母小写下标：瞬时值（交流），如，ib 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I-V 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 I-V 特性 代表符号 正向偏置时的电路模型 反向偏置时的电路模型 3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法 1. 二极管I-V 特性的建模 （2）恒压降模型 （a）I-V 特性 （b）电路模型 （3）折线模型 （a）I-V 特性 （b）电路模型 3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法 （4）小信号模型 vs =Vmsin?t 时（VmVDD） Q点称为静态工作点 ，反映直流时的工作状态。 将Q点附近小范围内的V-I 特性线性化，得到小信号模型，即以Q点为切点的一条直线。 1. 二极管I-V 特性的建模 + vs - 3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法 过Q点的切线可以等效成一个微变电阻 即 根据 得Q点处的微变电导 则 常温下（T=300K） 1. 二极管I-V 特性的建模 （4）小信号模型 3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法 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 。 （a）I-V 特性 （b）电路模型 1. 二极管I-V 特性的建模 （4）小信号模型 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（理想模型） 当vs为正半周时，二极管导通，且导通压降为0V，vo = vs 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） 折线模型 （硅二极管典型值） 设 当VDD=1V 时， （自学） （a）简单二极管电路 （b）习惯画法 （3）限幅与钳位电路 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 电路如图，二极管为硅二极管，VD=0.7V， vs = Vm sin?t V，且Vm VD ，绘出相应的输出电压vO的波形。 vs的负半周，D导通，C充电，但无放电回路，最后（稳态） VC = Vm - VD = Vm– 0.7V （Vm是振幅值） 此后输出电压为 vO = vs +VC = vs +Vm - 0.7V 将输入波形的底部钳位在了-0.7V的直流电平上。 若颠倒二极管的方向，vO的波形将怎样变化？ （3）限幅与钳位电路 2．模型分析法应用举例 （4）开关电路 电路如图所示，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 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。 解得： vO = VO + vo = 4.3 + 0.0994sinwt （V） 直流通路（静态） 小信号模型的交流通路（动态） 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。 解： 2．模型分析法应用举例 3.5 特殊二极管 3.5.1 齐纳二极管 3.5.2 变容二极管 3.5.3