模拟电子技术康第五版,.ppt

1、3.4 二极管的基本电路及其分析方法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解分析法则较简单，但前提条件是已知二极管的V V-I I 特性曲线。特性曲线。例例3.4.1 电路如图所示，

2、已知二极管的电路如图所示，已知二极管的V-I特性曲线、电源特性曲线、电源VDD和电阻和电阻R，求二极管两端电压求二极管两端电压vD和流过二极管的电流和流过二极管的电流iD。解：由电路的解：由电路的KVLKVL方程，可得方程，可得 即即 是一条斜率为是一条斜率为-1/R的直线，称为的直线，称为负载线负载线 Q的坐标值（的坐标值（VD，ID）即为所求。即为所求。Q点称为电路的点称为电路的工作点工作点 3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法二极管电路的简化模型分析方法1.1.二极管二极管V V-I I 特性的建模特性的建模 将指数模型将指数模型 分段线性化，得到二极分段线性化，得到二极管特性的等效

3、模型。管特性的等效模型。（1 1）理想模型）理想模型 （a a）V V-I I特性特性 （b b）代表符号）代表符号 （c c）正向偏置时的电路模型）正向偏置时的电路模型 （d d）反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二极管电路的简化模型分析方法1.1.二极管二极管V V-I I 特性的建模特性的建模（2 2）恒压降模型）恒压降模型（a）V-I 特性特性 （b）电路模型）电路模型（3 3）折线模型）折线模型（a）V-I 特性特性 （b）电路模型）电路模型 3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法二极管电路的简化模型分析方法1.1.二极管二极管V

4、V-I I 特性的建模特性的建模（4 4）小信号模型）小信号模型vs=0 时时,Q点称为静态工作点点称为静态工作点，反映直流时的工作状态。，反映直流时的工作状态。vs=Vmsin t 时（时（VmVT。（a）V-I特性特性 （b）电路模型）电路模型二极管基本电路分析 二极管基本电路分析二极管模型二极管模型二极管模型二极管模型正向偏置时：正向偏置时：管压降为管压降为0 0，电阻也为电阻也为0 0。反向偏置时：反向偏置时：电流为电流为0 0，电阻为电阻为。当当i iD D11m mA A时，时，v vD D=0.7V=0.7V。1.1.理想模型理想模型理想模型理想模型2.2.恒压降模型恒压降模型恒

5、压降模型恒压降模型3.3.折线模型折线模型折线模型折线模型（实际模型实际模型）4.4.小信号模型小信号模型小信号模型小信号模型 3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法二极管电路的简化模型分析方法2 2模型分析法应用举例模型分析法应用举例（1 1）整流电路）整流电路（a）电路图）电路图 （b）vs和和vO的波形的波形2 2模型分析法应用举例模型分析法应用举例（2 2）静态工作情况分析）静态工作情况分析理想模型理想模型（R=10k）当当VDD=10V 时，时，恒压模型恒压模型（硅二极管典型值）（硅二极管典型值）折线模型折线模型（硅二极管典型值）（硅二极管典型值）设设当当VDD=1V 时，时，（自

6、看）自看）（a）简单二极管电路）简单二极管电路 （b）习惯画法）习惯画法 2 2模型分析法应用举例模型分析法应用举例（3 3）限幅电路）限幅电路 电路如图，电路如图，R=1k，VREF=3V，二极管为硅二极管。分别用理想模型二极管为硅二极管。分别用理想模型和恒压降模型求解，当和恒压降模型求解，当vI=6sin t V时，绘出相应的输出电压时，绘出相应的输出电压vO的波形。的波形。限幅电路限幅电路VRVmvit0V Vi i V VR R时，二极管导通，时，二极管导通，v vo o=v=vi i。V Vi i V VR R时，二极管截止，时，二极管截止，v vo o=V VR R。例：例：理想二

7、极管电路中理想二极管电路中 v vi i=VmVm sint V sint V，求输出波形求输出波形v v0 0。解：解：2 2模型分析法应用举例模型分析法应用举例（4 4）开关电路）开关电路电路如图所示，求电路如图所示，求AO的电压值的电压值解：解：先断开先断开D，以，以O为基准电位，为基准电位，即即O点为点为0V。则接则接D阳极的电位为阳极的电位为-6V，接阴接阴极的电位为极的电位为-12V。阳极电位高于阴极电位，阳极电位高于阴极电位，D接入时正向导通。接入时正向导通。导通后，导通后，D的压降等于零，即的压降等于零，即A点点的电位就是的电位就是D阳极的电位。阳极的电位。所以，所以，AO的电

8、压值为的电压值为-6V。开关电路开关电路利用二极管的利用二极管的单向导电性可单向导电性可作为电子开关作为电子开关v vI1 I1 v vI2I2二极管工作状态二极管工作状态D1 D2v v0 00V 0V导通导通 导通导通导通导通 截止截止截止截止 导通导通截止截止 截止截止0V 5V5V 0V5V 5V0V0V0V5V例例3：求求v vI1I1和和v vI2I2不同值组合时不同值组合时的的v v0 0值值（二极管（二极管为理想模型）为理想模型）。解：解：2 2模型分析法应用举例模型分析法应用举例（5 5）小信号工作情况分析）小信号工作情况分析图示电路中，图示电路中，VDD=5V，R=5k，恒

9、压降模型的恒压降模型的VD=0.7V，vs=0.1sin t V。（1）求输出电压求输出电压vO的交流量和总量；（的交流量和总量；（2）绘出）绘出vO的波形。的波形。直流通路、交流通路、静态、动态等直流通路、交流通路、静态、动态等概念，在放大电路的分析中非常重要。概念，在放大电路的分析中非常重要。（6）低电压稳压电路）低电压稳压电路例：例：正半周：正半周：D1D1、D3 D3 导通导通D2D2、D4 D4 截止截止负半周：负半周：D2D2、D4D4导通导通D1D1、D3D3截止截止求整流电路的输出波形。求整流电路的输出波形。解：解：例：画出理想二极管电路的传输特性画出理想二极管电路的传输特性（VoVI）。）。解：解：VI25V，D1导通，导通，D2截止。截止。VI137.5V，D1、D2均导通。均导通。VO=25VVO=100VVI25V75V100V25V50V100V125VVO50V75V150V0137.53.4 二极管的基本电路及其分析方法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二极管电路的简化模型分析方法