24二极管基本电路及其分析方法 24.0非线性元件的认识 2.4.1二极管VI特性的建模 24.2应用举例 HOME
2.4.1 二极管V- I 特性的建模 2.4.2 应用举例 2.4 二极管基本电路及其分析方法 2.4.0 非线性元件的认识
24.0非线性元件的认识 1.线性元件回顾 电阻:元件两端的 电压是元件通过的 LL=R·i 电流的线性函数 电容:元件存储的电 荷是元件两端的电压q=C·u 的线性函数 电感:元件内部的磁 通是元件通过的电流①=L·i 的线性函数 HOME BACK NEXT
2.4.0 非线性元件的认识 1. 线性元件回顾 • 电阻：元件两端的 电压是元件通过的 电流的线性函数 u i = R • 电容：元件存储的电 荷是元件两端的电压 的线性函数 q u = C • 电感：元件内部的磁 通是元件通过的电流 的线性函数 = L i
2.4.0非线性元件的认识 R 2.线性电阻的伏安特性 即是欧姆定律 3.半导体二极管的非 in/mA 线性伏安特性 1.0 / Is(e"7-1) 0.5 0.5 1.0 DM/V HOME BACK NEXT
VDD i u R 2.4.0 非线性元件的认识 iD/mA 1.0 0.5 –1.0 –0.5 0 0.5 1.0 D/V ( 1) / D S D = − VT v i I e 3. 半导体二极管的非 线性伏安特性 2. 线性电阻的伏安特性 即是欧姆定律
2.4.0非线性元件的认识 4.含非线性元件的电路一般分析方法 数学模型方法 图解分析方法 模型简化方法一折线化或其他简化模型 小信号线性化方法 其本质是对非线性元件伏安特性的模型再构建 HOME BACK NEXT
• 数学模型方法 • 图解分析方法 • 模型简化方法－折线化或其他简化模型 • 小信号线性化方法 4. 含非线性元件的电路一般分析方法 其本质是对非线性元件伏安特性的模型再构建 2.4.0 非线性元件的认识
2.4.1二极管Ⅰ特性的建模 设有如右图含二 R 极管的非线性电 D业 路,电路分析要m飞 D 解出和U (b) 图245例241的路 (a)简单二极管电路 (b)习惯四法 )采用数学模∫bn=k(em-1 型方法,需解非 线性方程 =(Vm2-vD)/R…(2) HOME BACK NEXT
2.4.1 二极管V-I 特性的建模 设有如右图含二 极管的非线性电 路，电路分析要 解出iD和vD D / D S D DD D ( 1) (1) (V ) R (2) T v V i I e i v = − = − (1) 采用数学模 型方法，需解非 线性方程
2.4.1二极管V-特性的建模 (2)应用图解分析方法 因为加有正向电压,所以在二极管的 正向伏安特性上作负载线 由 VOD-UD/R DI D DD/R D 0时 iD=VDDR 时UD=VDD 则在两线的交叉点 上为所求 D DD HOME BACK NEXT
由：iD=(VDD-vD)/R （2）应用图解分析方法 vD ＝0 时 iD=VDD/R iD ＝0 时 vD =VDD 因为加有正向电压，所以在二极管的 正向伏安特性上作负载线 VDD i u iD vD VDD／R 则在两线的交叉点 上为所求 2.4.1 二极管V-I特性的建模
2.4.1二极管V-特性的建模 (3)应用简化模型方法 1.理想模型 2.恒压降模型 3.折线模型 bD (a) (a ) (b) 图241理想模型 图2.4恒压降模型 图24,3折线模型 (a)VI特性(b)代表符号 (a)VI特性(b)代表符号 (a)yI特性(b)代表符号 HOME BACK NEXT
1. 理想模型 2. 恒压降模型 3. 折线模型 （3）应用简化模型方法 2.4.1 二极管V-I特性的建模
2.4.1二极管V-特性的建模 (4)小信号模型 二极管工作在正向特性的某一小范围内时 其正向特性可以等效成一个微变电阻。 Ai △vD 即 根据 Ln=J(aDWr一 1) D 得Q点处的微变电导 vp∥Vr d dt Q 则 8d (b) 图24.4小信号模型 常温下(T=300°K) 26mV)(a)V1特性(b)代表符号 d Ip(mA) HOME BACK NEXT
( 1) / D S D = − v VT 根据 i I e 得Q点处的微变电导 Q dv di g D D d = Q v V T T e V IS D / = VT I D = d d 1 g 则 r = D I VT = 常温下（T=300°K） (mA) 26(mV) D D d I I V r T = = D D d i v r 即 = 二极管工作在正向特性的某一小范围内时， 其正向特性可以等效成一个微变电阻。 （4）小信号模型 2.4.1 二极管V-I特性的建模
2.4.2二极管电路应用举例 1.简化模型法分析静态工作情况(直流工作点) 电路如右图:分别 DD 电路直流工作状态4 VDD=10V和1V求解 R 设R=10K (1)VD0=10V (a) (b) 图245例24.1的电路 (a)简单一极管电路 (b)习惯法 理想模型:V=0V iD=VDD /R=lmA HOME BACK NEXT
1. 简化模型法分析静态工作情况（直流工作点） 2.4.2 二极管电路应用举例 电路如右图：分别 VDD =10V和1V求解 电路直流工作状态， 设R=10 K + − D iD VDD (1) VDD=10V 理想模型： VD = 0V D DD i V R = = / 1 mA
2.4.2应用举例 恒压模型 =0.7V iD=(DD -VD)/R=0.93 mA V=0.5V 折线模型 =200g DD =0.931mA 结论 R+ 理想模型便于计算, VD=V+b=069V折线模型比较精确,恒压 (2)‰=1V时 模型适中 根据所加电压Ⅴ选择 理想模型b=01mA模型:当ⅴ较大时,用理 恒压模型=003mA想模型;当V接近V时, 折线模型{=049mA用恒压模型或折线模型 HOME Vn=0.51V BACK NEXT
+ − D iD VDD 恒压模型 D V = 0.7 V D DD D i V V R = − = ( ) / 0.93 mA + − D iD VDD VD 2.4.2 应用举例 折线模型 0.5 V 200 th D V r = = + − vD iD VDD VD DD th D ( ) 0.931 mA 0.69 V D D th D D V V i R r V V i r − = = + = + = （2）VDD=1V 时 理想模型 恒压模型 D i = 0.1 mA D i = 0.03 mA 折线模型 D 0.049 mA D 0.51 V i V = = 结论 理想模型便于计算， 折线模型比较精确，恒压 模型适中。 根据所加电压Vi选择 模型：当Vi较大时，用理 想模型；当Vi接近 VD时， 用恒压模型或折线模型
