1、第2章半导体二极管及其基本电路 2 1半导体的基本知识2 2PN结2 3半导体二极管2 4二极管基本电路及分析方法2 5特殊二极管 2 4二极管基本电路及其分析方法 2 4 1二极管V I特性的建模直流模型 理想模型 恒压降模型 折线模型 指数模型 交流模型 小信号模型 2 4 2应用举例 一 直流模型 1 直流理想模型2 直流恒压降模型3 直流折线模型4 直流指数模型 模型越来越准确 但是计算越来越复杂 直流模型用在直流电源作用的电路中 2 4 1二极管V I特性的建模 1 直流理想模型 正偏时导通 管压降为0V 电流决定于外电路反偏时截止 电流为0 两端电压决定于外电路 2直流恒压降模型
2、管子导通后 管压降认为是恒定的 典型值为0 7V 3 直流折线模型 管压降不是恒定的 而是随电流的增加而增加 rD电阻这样来估算 Vth是二极管的门坎电压 4 直流指数模型 二 交流模型 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 即 根据 得Q点处的微变电导 则 常温下 T 300K 注意 二极管的交流模型用在交流小信号电源作用的电路中 小 能够把曲线看成直线 而误差能够忍受 2 4 2应用举例 一 用二极管直流模型来分析电路二 用二极管交流模型来分析电路 二极管在某个电路中可以这样来使用 1 当作非线性电阻来使用 即所有时间内全部在正向导通区2 当作
3、开关来使用 即某段时间内导通 某段时间内截止3 当作开关来使用 即在所有时间内均导通4 当作开关来使用 即在所有时间内均截止5 当作小电压稳压器件来使用 即所有时间内全部在正向导通区6 当作大电压稳压器件来使用 即所有时间内全部在反向击穿区 一 用二极管直流模型来分析电路 例1求电路的ID和VD 已知R 10K在两种情况下计算 1 VDD 10V 2 VDD 1V 解 二极管使用直流理想模型 首先 将原始电路中的二极管用它的理想模型代替 得到右侧的电路然后 判断理想二极管的状态 导通或截止 方法 将理想二极管断开 求阳极和阴极的电位差 若 0 则理想二极管正向导通 若 0 则理想二极管反向截止
4、 在本题目中理想二极管正向导通 用理想的导线代替二极管 因为只有直流电压源作用 所以使用直流模型 硅二极管典型值 2 二极管使用直流恒压降模型 首先 将原始电路中的二极管用它的直流恒压降模型代替 得到右侧的电路然后 判断理想二极管的状态 导通或截止 方法 将理想二极管断开 求阳极和阴极的电位差 若 0 则理想二极管正向导通 若 0 则理想二极管反向截止在本题目中理想二极管正向导通 用理想的导线代替二极管 硅二极管典型值 设 二极管使用直流折线模型 首先 将原始电路中的二极管用它的直流折线模型代替 得到右侧的电路然后 判断理想二极管的状态 导通或截止 方法 将理想二极管断开 求阳极和阴极的电位差
5、 若 0 则理想二极管正向导通 若 0 则理想二极管反向截止在本题目中理想二极管正向导通 用理想的导线代替二极管 二极管使用直流理想模型理想模型 首先 将原始电路中的二极管用它的理想模型代替 得到右侧的电路然后 判断理想二极管的状态 导通或截止 方法 将理想二极管断开 求阳极和阴极的电位差 若 0 则理想二极管正向导通 若 0 则理想二极管反向截止在本题目中理想二极管正向导通 用理想的导线代替二极管 硅二极管典型值 2 二极管使用直流恒压降模型 首先 将原始电路中的二极管用它的直流恒压降模型代替 得到右侧的电路然后 判断理想二极管的状态 导通或截止 方法 将理想二极管断开 求阳极和阴极的电位差
6、 若 0 则理想二极管正向导通 若 0 则理想二极管反向截止在本题目中理想二极管正向导通 用理想的导线代替二极管 硅二极管典型值 设 二极管使用直流折线模型 首先 将原始电路中的二极管用它的直流折线模型代替 得到右侧的电路然后 判断理想二极管的状态 导通或截止 方法 将理想二极管断开 求阳极和阴极的电位差 若 0 则理想二极管正向导通 若 0 则理想二极管反向截止在本题目中理想二极管正向导通 用理想的导线代替二极管 VDD 10V时 VDD 1V时 二极管使用直流理想模型理想模型 2 二极管使用直流恒压降模型 VDD 10V时 VDD 1V时 硅二极管典型值 硅二极管典型值 二极管使用直流折线模型 VDD 10V时 VDD 1V时 当电源电压远大于二极管管压降的情况下 恒压降模型就可以取得比较合理的结果 当电源电压较低时 就必须使用折线模型才可以取得比较合理的结果 理想模型计算最简单 但是误差最大 本题目中 二极管当作开关来使用 即在所有时间内均导通
