拟电子彼求 第1章半导体二极管 L.3二极管电路 的 分析方 1.3.1理想二极管及 二极管特性的折线近似 13,2图解法和微变等效电路法
1.3 二极管电路 的 分析方法 1.3.1 理想二极管及 二极管特性的折线近似 1.3.2 图解法和微变等效电路法 第 1 章 半导体二极管
拟电子彼求 第1章半导体二极管 1.3.1理想二极管及二极管特性的折线近似 、理想二极管 特性 符号及 等效模型 D 正偏导通,b=0;反偏截止,i=0U(BR)= 二、二极管的恒压降模型 D EUDC 0.7V(si) on 0.2V(Ge) d D(on) D(on) 、二极管的折线近似模型 斜率1 △U △U D △ D(on) D(on
1.3.1 理想二极管及二极管特性的折线近似 一、理想二极管 特性 uD iD 符号及 等效模型 S S 正偏导通，uD = 0；反偏截止， iD = 0 U(BR) = 二、二极管的恒压降模型 uD iD UD(on) uD = UD(on) 0.7 V (Si) 0.2 V (Ge) UD(on) 三、二极管的折线近似模型 uD iD UD(on) U I I U r D = 斜率1/ rD rD UD(on) 第 1 章 半导体二极管
像纵电子做术 第1章半导体二极管 例1.3.硅二极管,R=2k,分别用二极管理想模型和 恒压降模型求出V=2V和VD=10V时D和U的值。 on DD O V DD 风 DI [解]VD=2V 理想U0=1D=2vo=D/R=2/2=1(mA) 恒压降Uo=VD-UD(om0=2-07=13(V O=U0/R=13/2=0.65(mA) DD 大 Von=10V 理想0=Vm/R=10/2=5则/、用理想模型 恒压降Uo=10-0.7=93(V DD 1O=93/2=4.65(mA) 采用恒压降模型
UD(on) 例 1.3.1 硅二极管，R = 2 k，分别用二极管理想模型和 恒压降模型求出VDD = 2 V 和 VDD = 10 V 时 IO 和 UO 的值。 VDD IO R UO VDD IO R UO [解] VDD = 2 V 理想 IO = VDD UO = VDD = 2 V / R = 2 / 2 = 1 (mA) 恒压降 UO = VDD – UD(on) = 2 − 0.7 = 1.3 (V) IO = UO / R = 1.3 / 2 = 0.65 (mA) VDD = 10 V 理想 IO = VDD/ R = 10 / 2 = 5 (mA) 恒压降 UO = 10 − 0.7 = 9.3 (V) IO = 9.3 / 2 = 4.65 (mA) VDD IO R UO VDD 大， 采用理想模型 VDD 小， 采用恒压降模型 第 1 章 半导体二极管
拟电子彼求 第1章半导体二极管 例1.32试求电路中电流2、O和输出电压Uo的值。 解:假设二极管断开 R Up=15V 3 15V U ×12=9( 3 kQ 1+3 DDI DD2 12V Up>UN二极管导通 等效为0.7V的恒压源 Uo=VD1-UDo0=15-0.7=143( 1o=U0/R1=143/3=48(mA) 12={Uo-1Dm2)/R=(14.3-12)/1=23mA) 1=1o+l2=48+23=7l(mA)
例1.3.2 试求电路中电流 I1、I2、IO 和输出电压 UO 的值。 解：假设二极管断开 UP = 15 V 12 9 (V) 1 3 3 N = + U = UP > UN 二极管导通 等效为 0.7 V 的恒压源 UO = VDD1 − UD(on)= 15 − 0.7 = 14.3 (V) IO = UO / RL= 14.3 / 3 = 4.8 (mA) I2 = (UO − VDD2) / R = (14.3 − 12) / 1 = 2.3 (mA) I1 = IO + I2 = 4.8 + 2.3 = 7.1 (mA) VDD1 VDD2 UO RL R 1 k 3 k I I1 O I2 15 V 12V P N 第 1 章 半导体二极管
拟电子彼求 第1章半导体二极管 例1.3.3二极管构成“门”电路,设V1、Ⅴ2均为 理想二极管,当输入电压UA、U为低电压0V和 高电压5V的不同组合时,求输出电压U的值 输入电压理想二极管输出 U V,电压 R∏3k 0ⅴ0ⅴ正偏正偏 OV 导通导通 DD 12V0V 5V 正偏「反偏 导通截止 OV 5V|0V 反偏「正偏 截止导通 OV 5V5V正偏正偏5V 导通导通
例 1.3.3 二极管构成“门”电路，设 V1、V2 均为 理想二极管，当输入电压 UA、UB 为低电压 0 V 和 高电压 5 V 的不同组合时，求输出电压 UO 的值。 UA UB UO R 3 k 12 V VDD V1 B V2 A Y 输入电压 理想二极管 输出 UA UB V1 V2 电压 0 V 0 V 正偏 导通 正偏 导通 0 V 0 V 5 V 正偏 导通 反偏 截止 0 V 5 V 0 V 反偏 截止 正偏 导通 0 V 5 V 5 V 正偏 导通 正偏 导通 5 V 第 1 章 半导体二极管
拟电子彼求 第1章半导体二极管 例1.3.4画出硅二极管构成的桥式整流电路在 =15 Saint(V)作用下输出uo的波形。(按理想模型) 15 V,本V L u//Ⅴ 3 15 2 若有条件,可 切换到EWB环境观 察桥式整流波形
例 1.3.4 画出硅二极管构成的桥式整流电路在 ui = 15sint (V) 作用下输出 uO 的波形。(按理想模型) RL V1 V2 V3 V4 ui B A uO O t uO/ V 15 O t ui / V 15 ui B A uO S1 S2 S3 S4 ui B A uO S1 S2 S3 S4 若有条件，可 切换到 EWB 环境观 察桥式整流波形。 第 1 章 半导体二极管
拟电子彼求 第1章半导体二极管 例13.5u1=2 sin ot(,分析二极管的限幅作用 R u;较小,宜采用恒压降模型 n42￥41≤0.7V 1、V2均截止uo :≥0.7V V2导通V1截止uo=0.7V :<-0.7V 1导通Ⅴ2截止o=-0.7V 思考题: 0.7 V1、V2支路各串联恒压源, 07 输出波形如何?(可切至EWB)
例 1.3.5 ui = 2 sin t (V)，分析二极管的限幅作用。 ui 较小，宜采用恒压降模型 V1 V2 ui uO R ui < 0.7 V V1、V2 均截止 uO = ui uO = 0.7 V ui 0.7 V V2 导通 V１截止 ui < − 0.7 V V1 导通 V2 截止 uO = − 0.7 V 思考题: V1、V2 支路各串联恒压源， 输出波形如何？(可切至 EWB ) O t uO/ V 0.7 O t ui / V 2 − 0.7 第 1 章 半导体二极管
拟电子彼求 第1章半导体二极管 小结 理規二极管 正偏导通,电压降为零,相当于开关合上; 反偏截止,电流为零,相当于开关断开。 恒压降模 正偏电压≥UD0时导通,等效为恒压源UDom 否则截止,相当于二极管支路断开
小 结 理想二极管： 正偏导通，电压降为零，相当于开关合上； 反偏截止，电流为零，相当于开关断开。 恒压降模型： 正偏电压 UD(on) 时导通，等效为恒压源 UD(on)； 否则截止，相当于二极管支路断开。 第 1 章 半导体二极管
拟电子彼求 第1章半导体二极管 1.32图解法和微变等效电路法 一、二极管电路的直流图解分析 1009 +im流负载线 斜率-1/R 12v u D DD Q静态工作点 M D DD iR 00.30.6 0. 1.2 斜率I/RD b/Ⅴ ∫(b) 也可取UQ=0.7Vlo=(VD-Uo)/R=5(mA 二极管直流电阻RD Rn=.=0.7/5=014(2)=140(9) Q
1.3.2 图解法和微变等效电路法 一、二极管电路的直流图解分析 VDD uD R uD = VDD − iDR iD = f (uD ) 1.2 V 100 iD / mA 12 8 4 0 0.3 0.6 uD / V 0.9 1.2 M N 直流负载线 斜率− 1/R 静态工作点 也可取 UQ = 0.7 V IQ= (VDD − UQ) / R = 5 (mA) 二极管直流电阻 RD 0.7 / 5 0.14 (k) 140 ( ) Q Q D = = = = I U R 斜率1/RD iD I Q Q UQ 第 1 章 半导体二极管
模拟电子位术 第1章半导体二极管 交流图解法 电路中含直流和小信号交流电源时,极管中交、直流成分 DD 斜率1/aA R L D DD t C隔直流通交流 当;幅度较小时, 当l1=0时ib=lo 二极管伏安特性在 Uo=0,7V(硅),02V(锗)o Q点附近近似为直线 Io=PDD-Uo p=Is(e R 设 u:= sin ot Q D=10+ld uD=00+ud r4= UT/lo- 26 mvIIQ
iD / mA uD /V O 二、交流图解法 电路中含直流和小信号交流电源时,二极管中含交、直流成分 VDD ui uD R C iD C 隔直流 通交流 当 ui = 0 时 iD = IQ UQ= 0.7 V (硅)，0.2 V (锗) R V U I DD Q Q − = 设 ui = sint VDD VDD/ R IQ Q t O ui UQ iD / mA t O D Q d i = I + i uD = UQ + ud id 斜率1/rd Q u i r D D d d 1 d = (e 1) / D S D = − u UT i I T U U T U I U I r S T Q d Q e 1 = rd = UT / IQ= 26 mV / IQ 当 ui 幅度较小时， 二极管伏安特性在 Q点附近近似为直线 第 1 章 半导体二极管