ch3二极管及其基本电路-3.ppt

* * 3.4.2 二极管V- I 特性的建模 线性化：将非线性器件用恰当的元件进行等效 ，建立相应的线性模型。用线性电路 的方法来处理. 锗二极管2AP15的V-I 特性 二极管的线性化： 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 --- 相当于一个理想开关 (1) 正偏时（vD ? 0v ): 二极管导通,管压降为0V； (2) 反偏时（vD ? 0 v): 二极管截止,电阻为无穷大, 电流 iD为 0A ； iD 在实际的电路中，当电源电压远比二极管的管压降大，利用此法来近似分析是可行的 . 理想模型的适用场合: 2. 恒压降模型 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(锗管 0.2V）。 二极管截止时,电阻为无 穷大, 电流为 0A ； 该模型提供了合理的近似，用途广泛。注意：此模型在二极管电流近似等于或大于1mA正确。 恒压降模型的适用场合: 3. 折线模型 4. 小信号模型 3.4.2 应用举例 方法是 : （1）将二极管用其模型代替。 （2）将模型中理想二极管断开，然后计算其两端 的电压，若是外加的是正向电压 ( vD ? 0v ) 则二极管导通，否则二极管截止。 二极管电路分析关键在于判断电路中二极管 是处于导通状态还是截止状态。 采用理想模型及恒压降模型 例 3.4.4 一限幅电路如下图所示，R=1kΩ，VREF=3V。 当vi=6sinωt V时，绘出相应的输出电压vO的 波形。 (采用恒压降模型) 1. 限幅电路 解： 首先将恒压降模型代替电路中的二极管 ，如 图（b）. vD 断开理想二极管，计算其两端电压为： vI -（Vth+VREF） 二极管反偏 ( vD 0 ) 截止。 二极管正偏( vD ? 0v )导通。则： vO = VREF+Vth = 3.7 V vD vO的波形如图: vI vO wt wt 3.7 v 2. 整流电路 例 3.4.2 二极管半波整流电路如下图所示，vs为正弦 波。试利用二极管的理想模型，定性地绘出 vO的波形。 R vs vO + - + - D 解：利用二极管的理想模型替代电路中二极管。理 想二极管两端电压：vD = vs R vs vO + - + - vD + - vs vo t t vs正半周时，vD≥0，二极管正向偏置导通，vo=vs； vs负半周时，vD＜0，二极管反向偏置截止，vo=0。 R vs vO + - + - vD + - R RL vi vR vo t t t vi vR vo C 3. 尖脉冲波产生电路 3.5 稳压二极管 稳压二极管也称为齐纳二极管，是利用二极管反向击穿特性实现稳压的特殊硅二极管。稳压二极管稳压时工作在反向电击穿状态。 1. 符号及稳压特性 稳压二极管符号 a k 稳压管的稳压作用: 工作在反向击穿区域时，当工作电流 IZ 在 Izmax 和 Izmin 之间时，其两端电压基本不变 ( = VZ ) 。 -IZmax vD /V I / mA -IZmin 稳压二极管特性曲线 -VZ 稳定电压 -IZ 正向特性同二极管 反向特性同二极管 工作在反向击穿区 Q Q（VZ，IZ）- 工作点 V /V I / mA 稳压二极管特性曲线 -VZ -IZ Q △IZ △VZ rZ = ?VZ / ?IZ 稳压管稳压工作时： 电流增量△ IZ 很大， 只引起很小的电压变 化量△ VZ 。 动态电阻： 曲线越陡，rZ 越小， 稳压性能越好。 rZ 是曲线斜率的倒数。 2. 稳压二极管稳压时的模型 vD /V I / mA 稳压二极管特性曲线 -VZ -IZ Vz + - Iz a k a k Vz0 rZ Q △IZ △VZ -VZ0 rZ = ?VZ / ?IZ VZ = VZ0+ IZrZ (1) 稳定电压VZ (2) 动态电阻rZ rZ = ?VZ / ?IZ 3. 稳压二极管主要参数 rZ 愈小，反映稳压管的击穿特性愈陡,稳压管的稳压性能愈好 . IZmax V /V I / mA IZmin 稳压二极管特性