华中科技大学电信系：《模拟电子技术基础》课程教学资源（PPT电子教案）二极管及其基本电路 3.4 二极管基本电路及其分析方法

华中电信系 34二极管基本电路及其分析方法 34.1简单二极管电路的图解分析方法 34.2二极管电路的简化模型分析方法 HOME BACKNEXT

3.4 二极管基本电路及其分析方法 3.4.1 简单二极管电路的图解分析方法 3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法

华中电信系 34.1简单二极管电路的图解分析方法 二极管是一种非线性器件,因而其电路一般要采 用非线性电路的分析方法,相对来说比较复杂,而图 解分析法则较简单,但前提条件是已知二极管的V- 特性曲线。 HOM配E BACKNEXT

3.4.1 简单二极管电路的图解分析方法 二极管是一种非线性器件，因而其电路一般要采 用非线性电路的分析方法，相对来说比较复杂，而图 解分析法则较简单，但前提条件是已知二极管的V -I 特性曲线

例3.4.1电路如图所示,已知二极管的V/特性曲线、电源Vn 和电阻R,求二极管两端电压和流过二极管的电流i iD/mA 二极管I特性曲线 DD R R 斜率为-的负载线 D亚Z DD 解:由电路的KⅥL方程,可得i S-DD-7 D R 即i b+VD是一条斜率为-1/R的直线,称为负载线 R R Q的坐标值(v,L)即为所求。Q点称为电路的工作点 HOME BACKNEXT

例3.4.1 电路如图所示，已知二极管的V-I特性曲线、电源VDD 和电阻R，求二极管两端电压vD和流过二极管的电流iD。 解：由电路的KVL方程，可得 R V i DD D D  v  D D DD 1 1 V R R 即 i   v  是一条斜率为-1/R的直线，称为负载线 Q的坐标值（VD，ID）即为所求。Q点称为电路的工作点

34.2二极管电路的简化模型分析方法「 1.二极管VⅠ特性的建模 将指数模型in=Is(em/-1)分段线性化,得到二极 管特性的等效模型。 (1)理想模型 D OD D (a)yl特性(b)代表符号(c)正向偏置时的电路模型(d)反向偏置时的电路模型 HOME BACKNEXT

3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法 1.二极管V-I 特性的建模 将指数模型 分段线性化，得到二极 管特性的等效模型。 (e 1) D D  S  VT i I v （1）理想模型 （a）V-I特性 （b）代表符号 （c）正向偏置时的电路模型 （d）反向偏置时的电路模型

34.2二极管电路的简化模型分析方法「 1.二极管VⅠ特性的建模 (2)恒压降模型 (3)折线模型 ID (a)V/性(b)电路模型 (a)V特性(b)电路模型 HOME BACKNEXT

3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法 1.二极管V-I 特性的建模 （2）恒压降模型 （a）V-I特性 （b）电路模型 （3）折线模型 （a）V-I特性 （b）电路模型

34.2二极管电路的简化模型分析方法「 1.二极管κⅠ特性的建模(4)小信号模型 /mA oD+ vm Un+ R R DD T u R VDD R R D △iDI DD Von+ v △ ,=0时,Q点称为静态工作点,反映直流时的工作状态。 = V sino时(Vn<<VD),将Q点附近小范围内的vI特性线性化,得到 小信号模型,即以Q点为切点的一条直线。 HOM配E BACKNEXT

3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法 1.二极管V-I 特性的建模 （4）小信号模型 vs =0 时, Q点称为静态工作点 ，反映直流时的工作状态。 ( ) 1 1 D   vD  VDD  vs R R i vs =Vmsint 时（Vm <<VDD）, 将Q点附近小范围内的V-I 特性线性化，得到 小信号模型，即以Q点为切点的一条直线

34.2二极管电路的简化模型分析方法「 1.二极管VⅠ特性的建模 (4)小信号模型 过Q点的切线可以等效成 △iD △iD 个微变电阻 △U D 根据i=ls(e /V 1) (a)V特性(b)电路模型 得Q点处的微变电导 D S.Up/V D gd dvD Q e 则 常温下(P300K) 26(mV Ip ID(mA) HOME BACKNEXT

3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法 1.二极管V-I 特性的建模 （4）小信号模型 过Q点的切线可以等效成 一个微变电阻 D D d i r    v 即 (e 1) / D S D   VT i I 根据 v 得Q点处的微变电导 Q i g D D d d d v  Q V T T V IS D / e v  VT I D  d d 1 g 则 r  D I VT  常温下（T=300K） (mA) 26(mV) D D d I I V r T   Q VT iD  （a）V-I特性 （b）电路模型

34.2二极管电路的简化模型分析方法「 1.二极管VⅠ特性的建模 (4)小信号模型 △iD △iD (a)V特性(b)电路模型 特别注意: 小信号模型中的微变电阻与静态工作点Q有关。 该模型用于二极管处于正向偏置条件下,且vn>Vr HOME BACKNEXT

3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法 1.二极管V-I 特性的建模 （4）小信号模型 特别注意： § 小信号模型中的微变电阻rd与静态工作点Q有关。 § 该模型用于二极管处于正向偏置条件下，且vD>>VT 。 （a）V-I特性 （b）电路模型

34.2二极管电路的简化模型分析方法「 2.模型分析法应用举例 (1)整流电路 O 2π3 4兀t RIVO O 23 4兀at (a) (a)电路图 (b)v和乙的波形 HOME BACKNEXT

3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法 2．模型分析法应用举例 （1）整流电路 （a）电路图 （b）vs和vo的波形

2.模型分析法应用举例 r (2)静态工作情况分析 当VD=10V时,(R=10kg) D 理想模型 V=OV E/R=lmA (a)简单二极管电路(b)习惯画法 恒压模型 D=0.7V(硅二极管典型值) ID=(DD -VD)/R=0.93 mA DHR ID 折线模型 =0.5V(硅二极管典型值) D0.5V 设=0.2kg2 1-“ 0.2kg| D="D=0.931mAVD=+In7b=0.69V R+ID 当VD=V时,(自看) HOME BACKNEXT

2．模型分析法应用举例 （2）静态工作情况分析 VD  0 V I D VDD / R  1mA 理想模型 当VDD=10V 时， （R=10k） I D  (VDD VD )/ R  0.93 mA 恒压模型 VD  0.7 V（硅二极管典型值） 折线模型 Vth  0.5 V（硅二极管典型值） 0.931mA D DD th D     R r V V I 设 rD  0.2 k VD Vth  I D rD  0.69 V 当VDD=1V 时， （自看） （a）简单二极管电路 （b）习惯画法