二极管电路分析.pptVIP

3.4 二极管的基本电路及其分析方法 ＋ － ＋ － ＋ － 由于某种原因，入电网电压波动引起直流电源电压VI产生波动，这个波动分量用ΔVI表示，波形是任意的，它与VI串联共同作用于R（限流电阻）和二极管D相串联的支路如图。 电路中VI 、R和二极管D共同确定电路的静态工作点。当波动电压增量ΔVI出现之后，电路中的电流和二极管电压亦产生相应的增量， 0 ΔVI引起的 的波动很小 输出电压可以保持基本稳定。V-I特性曲线越陡，微变电阻rd越小，稳定性也越好。 * * * * * * * 第 3章 二极管及其基本电路 在电子技术中，二极管电路得到广泛的应用。本节重点介绍采用简化模型，分析几种基本的二极管电路。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，因而图解分析发则较简单，但是前提条件是已知二极管的V_I特性曲线。 0 二极管V-I 特性曲线 斜率为 的负载线 + - D 例:二极管电路如图（a）所示，设二极管的V-I特性曲线如图（b）所示。已知电源vDD和电阻R，求二极管两端电压vD和流过二极管的电流iD。 静态工作点Q(VD ，ID ) 解： (a) (b) 1. 二极管V- I 特性的建模 1. 理想模型 3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法 在正向偏置时，其管压降为0，而当二极管处于反相偏置时，认为它的电阻为无穷大，电流为零。 uD iD O 理想特性 实际特性 a. 伏安特性 b. 电路符号 – + uD iD 1. 二极管V- I 特性的建模 2. 恒压降模型 3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法 当二极管导通后，其管压降认为是恒定的，且不随电流而变，典型值为0.7V(硅管）。 1. 二极管V- I 特性的建模 3. 折线模型 3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法 为了较真实地描述二极管V-I特性，在恒压降模型的基础上，做一定的修正，即认为二极管的管压降不是恒定的，而是随着通过二极管电流的增加而增加，所以在模型中用一个电池的电压选定为二极管的门坎电压Vth约为0.5V（硅管）。 4. 小信号模型 3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法 在图中串联一个交流信号源 + - D ＋ － 当 0 电路处于静态工作状态 静态工作点Q（VD ，ID ） 当 工作点将在 和 之间移动。 二极管电压和电流变化为 和 即 根据 得Q点处的微变电导 则 常温下（T=300K） 由上看出，在交流小信号的作用小，工作电沿V-I特性曲线，在静态工作点Q附近小范围被变化，此时可把二极管V-I 特性近似为以Q点为切点的一条直线，斜率的倒数就是小信号模型的微变电阻，如图。 二极管：死区电压=0 .5V，正向压降?0.7V(硅二极管) 理想二极管：死区电压=0 ，正向压降=0 二极管的应用举例1：二极管半波整流（利用二极管的单项导电性 ） 二极管的应用是主要利用它的单向导电性，主要应用于整流、限幅、保护等等。 2. 应用举例 例1：二极管基本点路如图所示，已知Vs为正弦波。利用二极管理想模型，绘出Vo的波形。 RL vs vO vi vo t t 二极管半波整流 1） 整流电路 解：由于Vs的值有正有负，当Vs为正半周时，二极管正向偏置，此时二极管导通，Vo=Vs. 当Vs为负半周时，二极管反向偏置，此时二极管截止，Vo=0。 该电路称为半波整流电路。 正弦波信号原来是双方向的，现在经过二极管这个电路输出变成单方向的，而且这个电方向取的是输入一半的波形，所以叫做半波整流电路 ui uo t t 这个电路有什么用处？这是后面要介绍的直流稳压电源里面的一部分电路，我们知道直流电源输入都是220V，要变成直流第一步就要把双方向的变成单方向的，这就是整流的过程。 2. 二极管的静态工作情况分析 理想模型 （R=10k?） （1）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 3. 限幅电路 当输入信号电压在一定范围内变化时, 输出电压随输入电压相应变化；而当输入电压超出该范围时, 输出电压保持不变, 这就是限幅电路。 通常将输出电压uo开始不变的电压值称为限幅电平,当输入电压高于限幅电平时,输出电压保持不变的限幅称为上限幅；当输入电压低于限幅电平时,输出电压保持不变的限幅称为下限幅。  并联二极管上限幅电路 限幅电路如图所示。改变Ｅ值就可改变限幅电平。 Ｅ＝０V, 限幅电平为０V。uｉ＞０时二极管导通, uo＝０V. 并联二