极管的基本电路及其分析方法.ppt

3.4 二极管基本电路及其分析方法,学习要领：在掌握晶体二极管的外特性单向导电性的基础上熟练掌握简化电路分析方法。,一、晶体二极管数学模型,数学模型：理想指数模型：,伏安特性曲线：为晶体二极管的曲线模型，一般实测得到。,1.理想模型,2.恒压降模型,3.折线模型,二、晶体二极管简化电路模型,正向导通压降=0反向饱和电流=0,正向导通压降=反向饱和电流=0,正向导通压降=反向饱和电流=0,三、晶体二极管小信号电路模型,，为静态工作点,则，增量电阻,由,得,vD,iD,rD 是二极管特性曲线上工作点Q 附近电压的变化与电流的变化之比,显然，rD是对Q附近的微小变化区域内的电阻。,PN结高频小信号时的等效电路：,势垒电容和扩散电容的综合效应,晶体二极管电路的分析方法,分析方法有：1.数学模型：计算机求解2.伏安特性曲线：图解分析法3.简化电路模型：电路分析方法4.外加微小增量的响应：小信号电路模型,晶体二极管电路的图解分析方法,步骤：1.将二极管从电路中分离出来2.写出各自的回路方程 管外电路方程：二极管伏安特性方程：3.作各自的特性曲线，交点即为解。,晶体二极管电路简化分析方法（1）,？,导通,截止,晶体二极管电路简化分析方法（2）,如何判断二极管的工作状态,3、当电路中有多个的二极管，则 较大者优先导通通，其两端的电压为，然后再用上述方法判断其余二极管。,1、假设二极管断开，求其两端的电位差,2、若，则二极管导通，其两端的电压为 若，二极管截至，其所在支路开路。,？,二极管电路分析方法例1,例1：判断D1、D2的状态，并求VO。已知,解：、假定D1、D2管断开,、由,得，D2管优先导通,、重复步骤,得，D1管截至,例2：图示电路中，分析当VA与VB分别为0与3V的不同组合时，二极管D1、D2的状态，并求V0的值。,解：,（1）当VA=VB=0时,设D1、D2截止，则等效电路为,由电路，有 VD1=0-(-5)=50 VD2=0-(-5)=50,则D1、D2处于导通状态，电路可等效为,所以，V0=0,二极管电路分析方法例2,（2）当VA=VB=3V时,设D1、D2截止，则等效电路为,由电路，有 VD1=3-(-5)=80 VD2=3-(-5)=80,则D1、D2处于导通状态，电路可等效为,所以，V0=3V,二极管电路分析方法例2,（3）当VA=3V，VB=0时,设D1、D2截止，则等效电路为,由电路，有 VD1=3-(-5)=80 VD2=0-(-5)=50,则D1优先导通，电路可等效为,此时，V0=3V,结论：D1导通，D2截止。,二极管电路分析方法例2,D2截至,（4）当VA=0，VB=3V时,所以，V0=3V,同理可得：D1截止，D2导通。,二极管电路分析方法例2,例3 把对称三角波分别加到下图的输入端，已知画出各电路输出端的波形。,二极管电路分析方法例3,二极管应用电路分析整流电路,解：,例4：二极管基本电路如图所示，已知vs为正弦波，试利用二极管理想模型，定性地绘出vo的波形。,此电路称为半波整流电路。,二极管应用电路分析限幅电路,限幅电路又称消波电路，是用来限制输出信号电压范围的电路。,VIH：上门限电压VIL：下门限电压,二极管构成的限幅电路例5,当vIVIL，D2 导通，D1截止，voVIL,当vIVIH，D1导通，D2截止，voVIH,当VILvIVIH，D1、D2均截止，vovI,二极管应用电路分析开关电路,例6：二极管开关电路如图所示，利用二极管的理想模型求解：当vI1和vI2为0或5V时，求vI1和vI2的值不同组合情况下，输出电压vo的值。,二极管小信号工作情况分析,解：（1）直流分析,（2）交流分析,二极管小信号工作情况分析,二极管电路分析例8,例8：图示电路中，已知二极管的 试画出VO随VI变化的传输特性。,分析：D1、D2的何时导通，何时截至？,D1导通,需VA25V,D2导通，需VA100V,分三种情况讨论VA所对应VI的值，以及输出VO。,VA25V,D1、D2均截至,25VVA100V,D1导通、D2截至,VA100V,D1、D2均导通,可忽略,解：,得VI137.5V,VO100V,VA25V,即VI25V 时,D1、D2均截至,VO25V,当VI增长使VA=100V时,D1导通，D2临界导通状态，此时有,则 VI137.5V时,VO100V,二极管电路分析例8,25VVA100V,即 25VVI137.5V D1导通、D2截至,二极管电路分析例8,解：令VDD0，画出小信号等效电路,计算,计算V,二极管电路分析例9,