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第 8 章 模拟电子电路的剖析与应用 8． 1 二极管的应用 二极管的基本特征是单向导电性。利用它的单向导电性，二极管能够有多种用途。如整流、限幅、开关等。 普通二极管 1. 整流 [ 练习题 8-1-1] 电路如图 8-1-1 所示。已知 u 10sin 314tV ，负载 电阻 RL 240 ，试画出 uo 、 i D 的波形，并求 I O 、 U O 。 图 8-1-1题 8-1-1 的 电路 首先，说明二极管型号及参数的选择： 用鼠标左键双击二极管，出现属性 / 模型标签页，如图 8-1-2 所示， 选择 National 企业或 Motorol2 企业，然后选择二极管型号 IN4150 ，接下 来使用编写（ Edit ）按钮查察二极管的参数，二极管的参数好多，但最重 要的参数有两个，即正向压降 VJ 和反向耐压参数 BV，因为正向压降会影 响输出电压的大小，而耐压不够，则会出现击穿。 图 8-1-2 二极管型号及参数的选择 当二极管型号选定后，连结图 8-1-3 所示的测量电路，从电流表、电 压表直接读数，即可得出 IO、UO的值。 图 8-1-3题 8-1-1 的测量电路 然后用鼠标左键双击示波器，就会察看到半波整流的输出电压波形， 如图 8-1-4 所示。因为 uo i D RL ，故 i D 波形的形状和 uo 的相同。 注意，用示波器察看波形时，要选择合适的 Time base 档和 V/Div 档， 否则察看不到真切的波形。 若将二极管参数中的 BV值改为 10V，那么二极管就会反向击穿，波形 见图 8-1-5 。 图 8-1-4 半波整流的输出电压波形 图 8-1-5 二极管反向击穿后的波形 结论：该半波整流电路中，测得输出电压为，整流电流平均值为，与 理论值 U 0 0.45U 2 4.5V ， I0 U 0 0.45 U 2 17.18mA 近似吻 RL RL 合。 [ 练习题 8-1-2] 电路如图 8-1-6 所示，测量下列几种情况下的输出电 压，并察看输出电压波形。 1）．可变电容 C = 0 uF ； 2）．可变电容 C为 1%最大值（ C=10uF） ; 3）．可变电容 C为 25%最大值； 4）．可变电容 C为 95%最大值； （ 5）．可变电容 C=1000uF，且负载开路（去掉 RL = 100 ） 图 8-1-6 题 8-1-2 的电路图 测量电路如图 8-1-7 所示， 图 8-1-7 题 8-1-2 的测量电路 测量结果为： 该题使用了可变电容，经过改变可变电容的电容量（按键 C 或 Shift-C ），能够察看到桥式整流、桥式整流并带有电容滤波以及负载开路 三种不同情况下输出电压大小的变化，同时还能够察看到电容容量的大小对输出电压纹波的影响。下面是题目中五种不同情况下测出的输出电压和 用示波器察看到的输出电压波形： （ 1）．桥式整流、无电容滤波时，输出电压为，波形如图 8-1-8 所示。 图 8-1-8 2）．桥式整流、用较小的电容（ C=10uF）滤波时，输出电压为，波形如图 8-1-9 所示。 图 8-1-9 注意，此时的波形不同于第（ 1）种情况，它是高于水平线的。 3）．桥式整流、用稍大一点的电容（ C=250uF）滤波时，输出电压为，波形如图 8-1-10 所示。 图 8-1-10 4）．桥式整流、用再大一点的电容（ C=950uF）滤波时，输出电压为，波形如图 8-1-11 所示。 图 8-1-11 （ 5）．桥式整流、电容（ C=1000uF）滤波，且负载开路（去掉 RL= 100 ） 时，输出电压为，波形如图 8-1-12 所示。 图 8-1-12 注意上述示波器的  V/Div  档已由原来的  10V/Div  调为  20V/Div  。 结论： （1）．桥式整流、无电容滤波时，测得输出电压为，与理论值 U 0 0.9U 2 22.5V ，近似符合； 2）．桥式整流、电容滤波时，随着电容值的增加，输出电压的平均值增大，纹波减小； 3）．桥式整流、电容滤波，但负载开路时，输出电压为一条直线，其值 为，与理论值 U 0 2U 2 35.35V ，近似符合。 限幅 [ 练习题 8-1-3] 电路如图 8-1-13 所示，求 AO两头的电压 UAO，并判断二极管是导通，仍是截止。 图 8-1-13练习题 8-1-3 的电路 测量时将电压表直接接到 A、O两头，如图 8-1-13 所示，测量结果为 U AO — 。由此能够判断出二极管处于导通状态。 该电路因为二极管的限幅作用，输出电压UAO被箝制在 — 6V 左右。 [ 练习题 8-1-4] 求图 8