极管的基本电路及其分析方法

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1、模拟电子技术3二极管及其基本电路3.1半导体的基本知识3.3半导体二极管3.4二极管基本电路及其分析方法3.5特殊二极管3.2PN结的形成及特性3.3半导体二极管3.3.1半导体二极管的结构3.3.2二极管的伏安特性3.3.3二极管的主要参数在PN结上加上引线和封装，就成为一个分立的半导体二极管元件。点接触型面接触型平面型3.3.1半导体二极管的结构点接触型二极管(a)点接触型二极管的结构示意图PN结面积小，结电容小，用于检波和变频等高频电路。不能承受高的反向电压和大的电流。面接触型二极管(b)面接触型PN结面积大，用于工频大电流整流电路。但极间电容夜大，不适于高频电

2、路中。平面型二极管(c)平面型往往用于集成电路制造工艺中。PN结面积可大可小，用于高频整流和开关电路中。半导体二极管图片和符号k阴极阳极a(1)二极管元件的伏安特性曲线逐点测量(2)二极管元件的伏安特性公式表示不再满足欧姆定理3.3.2二极管的伏安特性锗二极管2AP15的V-I特性正向特性反向特性反向击穿特性硅二极管2CP10的V-I特性反向击穿特性反向特性正向特性开启电压(门坎电压)Vth，硅管为0.5V，锗管为0.1V。正向导通后，硅0.7Ｖ，锗0.3Ｖ。低电压稳压器。硅管的反向电流极小(nA)，锗管的反向电流较大(μA)。硅：0.1μA；锗：10μA反向击穿时，

3、外部电路对电流加以限制，否则器件可能被损坏。最大整流电流（平均值）IF：是指管子长期运行时允许通过的最大正向平均电流，电流太大会烧坏。如2AP1最大整流电流为16mA。反向击穿电压VBR和最大反向工作电压VRM:VRM约为击穿电压的一半。反向电流IR：指管子未击穿时的反向电流,其值愈小,则管子的单向导电性愈好。最高工作频率fM：当频率大到一定程度时，二极管的单向导电性将明显地变差。极间电容Ｃｄ：在高频或开关状态运用时必须考虑其影响。反向恢复时间TRR:由于结电容效应的存在，正向导通到截止需要的时间，截止到导通不存在恢复时间。3.3.3二极管的主要参数二极管应用问题种类

4、、型号选择－－查器件手册（国内，日本，美国）。正负极判断（P723.3.2）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-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，可得即是一条斜率为-1/R的直线，称为负载线Q的坐标值（VD，I

5、D）即为所求。Q点称为电路的工作点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。（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在实际电路中,当电源电压远比二极管的管压降大时,利用此法是可行的。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）电路模型典型值是0.7V只有当二极管的电流iD近似等于或大于1mA时才是正确的。Vth约为0.5V；3.4.2二极管电路

6、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。vs=Vmsint时（Vm<

7、.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）电路模型交流电路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（理想模型）（a）电路图（b）vs和vo的波形半波整流电路不适合对小信号进行整流（100ｍＶ）精密整流器2．模型分析法应用举例（2）静态工作情况分析理想模型（R=10k）当VDD=10V时，恒压模型（硅二极管典型值）折线模型（硅二极管典型值）设当VDD=1V时，（自看）（a）简单二极管电路（b