[工学]模拟电路第一章-二极管.ppt

三、PN结VCR方程 二极管的反向特性 阳极 阴极 + - u u0 U(BR) ＜u＜0 反向电流很小 u＞ U(BR) 反向电流急剧增加 u i IS 反向 饱和电流 U(BR) 反向 击穿电压 基本不随反向电压的变化而变化 二极管发生击穿 (2) 不同材料二极管伏安特性的区别 u/V i 锗材料 硅材料 硅材料PN结平衡时的耗尽层电势比锗材料的大 0.5 1.0 硅管0.6~0.8V 导通压降 硅管〈0.1μA 反向饱和电流 -10μA 锗管0.1~0.3V 锗管 几十μA (3) 温度对二极管伏安特性的影响 u i 80℃ 20℃ 正向区：温度升高，曲线左移 反向区：温度升高，曲线下移 1.2.3 半导体二极管的参数 二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。 二极管工作时允许外加的最大反向电压 (1)最大整流电流 IF 与PN结结面积和散热条件有关 (2)最高反向工作电压UR 通常为击穿电压U(BR)的一半 (3)反向电流IR 二极管未被击穿时的反向电流 一般是指最大反向工作电压下的反向电流值。 反向电流越小越好。 u i IR UR 1.2.4 二极管的等效电路 二极管是非线性器件， 由二极管构成电路是非线性电路。 分析困难 用线性元件构成的电路来近似模拟二极管的特性 二极管的等效电路 多种等效电路， 根据应用要求进行选择 反映了二极管正向特性曲线斜率的倒数。 rd =?uD /?iD u i ID UD Q ?uD ?iD rd与工作状态有关 + - u i + - rd ?uD ?iD 二极管的 微变等效电路 Q2 Q1 1.微变等效电路 2.由伏安特性折线化得到的等效电路 u i 正向压降为0 反向电流为0 u i 正向压降为U 反向电流为0 u i 直线斜率为1/rd 反向电流为0 U U U rd 理想二极管 U [例1] 电路如图所示，试判断二极管是导通还是 截止，并求出AO两端电压UAO, 设二极管是理想的。 D 6V A O 解： 假设不成立，所以D导通， 相当于导线， UAO= - 6V B C VB=-6V VC=-12V 假设二极管不导通 [例2] 电路如图所示，试判断二极管是导通还是截 止，并求出AO两端电压UAO, 设二极管是理想的。 D2 15V A O D1 解： D1导通， 短路 D2截止， 断路 UAO= 0V 假设二极管不导通 VB=-12V B C VC=-15V D VD=0V [例3] 电路如图所示，设ui=6sinωt V，试绘出输出电压uo 的波形，设D为理想二极管。 + ui - 3V R D + uo - 解： ui?3V D截止 uo=ui ui?3V D导通 uo=3V ui/V ωt o 6 uo/V ωt o 3 3 单向限幅 A B 假设二极管不导通 VA=3V VB= ui [例4] 电路如图所示，设ui=6sinωt V，试绘出输出电压 uo的波形，设D为理想二极管。 + ui - 3V R D1 + uo - 2V D2 解： ui ? 3V D1导通、 D2截止 uo=3V ui?-2V D1截止 、 D2导通 uo=-2V ui?3V -2V? D1截止 D2截止 uo=ui 双向限幅 A B C VA=3V VB=-2V VC= ui ui/V ωt o 6 uo/V ωt o 3 3 -2 -2 [练习] 二极管开关电路如图所示，求输出电压VO的值。设 D为硅二极管，导通压降为0.7V。 D1 6V D2 0V 5V VCC VO 解： D1导通， D2截止， VO=0.7 +0 =0.7V 共阳极，阴极谁低谁导通 共阴极，阳极谁低谁导通 [例6] 电路如图所示，设ui=6sinωt V，试绘出输出电压 uo的波形，设D为硅二极管，导通压降为0.7V。 + ui - 3V R D + uo - 解： ui?3.7V D截止 uo=ui ui?3.7V D导通 uo=3.7V ui/V ωt o 6 uo/V ωt o 3.7 3.7 R + ui - 3V + uo - 0.7V B A VA= ui VB=3.7V [例7] 电路如图所示，设ui=6sinωt V，试绘出输出电压 uo的波形，设D为硅二极管，开启电压Uon=0.5V，电阻 rd=200Ω。 + ui - 3V 800Ω D + uo - + ui - 3V 800Ω + uo