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1、1.2.5 二极管结构及主要参数,将PN结引出电极，加上封装构成,二极管符号,1. 二极管的结构,二极管的伏安特性曲线,VAO = ？,(1) 最大整流电流 IF,(2) 反向击穿电压 VBR 和最大反向工作电压 VRM,2. 二极管的主要参数,一般: VRM = 1/2 VBR,(3) 反向电流 IR,(4) 正向压降VF :小电流硅二极管的正向压降约0.60.8V；锗二极管约0.20.3V,(5) 动态电阻 rd：反映二极管正向特性曲线斜率的倒数。 rd 与工作电流的大小有关,即,等效电阻的另一种求解方法,常温下（T=300K）,(6) 极间电容C j,3. 稳压二极管,伏安特性曲线,利用
2、PN结处于反向击穿状态时，通过的电流变化很大，而反偏端电压几乎不变的特性制成稳压二极管,稳压二极管的参数,(1) 稳定电压VZ,在规定的稳压管反向工作电流 IZ下，所对应的反向工作电压,(2) 动态电阻 r Z,(3) 最大耗散功率PZM：取决于PN结的面积和散热等条件,PZ = VZ IZ,反向工作时PN结的功率损耗,(4) 最大稳定工作电流 IZmax 和最小稳定工作电流 IZmin,稳压管的最大稳定 工作电流取决于最大耗散功率,PZmax =VZ IZmax,IZmin对应于VZmin,若IZ IZmin，则不能起稳压作用。,稳压二极管在工作时应反接，并串入一只电阻。,电阻的作用,限流作
3、用，以保护稳压管；,输入电压或负载电流变化时，通过该电阻上电压降的变化，取出误差信号以调节稳压管的工作电流，从而起到稳压作用,1.3 半导体二极管电路的等效模型及分析方法,1.3.1 半导体二极管在电路中的等效模型,1. 指数模型,伏安特性,真实地反映了实际二极管的工作特性。,简化模型：二极管V- I 特性,2. 理想开关模型,二极管正向偏置，二极管导通,二极管反向偏置，二极管截止,忽略二极管导通管压降,3. 恒压降模型,二极管导通管压降不能忽略时,等效电阻,4. 折线模型,二极管特性曲线在Q点斜率的倒数,5. 小信号电路模型：当外加信号工作在特性曲线的某一小范围内时，二极管的电流将与外加电压
4、的变化成线性关系，可用小信号模型来进行等效,小信号条件：,Q点（VQ、IQ ）未加交流信号时，外电路设置的静态工作点,正向特性可以等效为:,微变电阻,常温下（T=300K）,二极管电路模型：正向导通；反向截止,简单应用电路分析,限幅,整流,二极管的用途：整流、检波、限幅、箝位、开关、 元器件保护、温度补偿等。,D导通条件：,v0 与 vI 的关系由D 的状态决定,D 处于反向截止时最简单！,状态判断：依据二极管的单向导电性,D导通：,D截止：,若D正向导通，则,若D反向截止，则相当于开路,正向导通分析方法： 图解法 等效电路（模型）法 ,将非线性 线性,二极管状态判断方法,假设D截止(开路)求
5、D两端开路电压,应用电路举例,2CP1（硅）， IF = 1mA， VBR = 40V。求VD、ID。,例1.1,正偏,D正向导通！,反偏：D反向截止,ID = 0,VD = -10V,反偏： D反向击穿,普通：热击穿损坏,VD = - VBR = - 40V,齐纳：电击穿,电路如图，求：VAB,例1.2,若忽略二极管正向压降，二极管VD2可看作短路，VAB = 0 V ，VD1 截止。,解：,取 B 点作参考点,V2 阳电压高VD2导通。,二极管是理想的，试画出 u o 波形。,已知：,例1.3,解：,D导通，可看作短路,例1.4,已知VDD=10V ，求VD、ID。,解：,VDD=10V
6、时,（1）理想开关模型,（2）恒压降模型,（3）折线模型,1.3.2 半导体二极管电路的分析方法,1. 图解法,（）静态工作点Q 的图解,图解法关键画直线,线性部分 直流负载线,线性部分 直流负载线,静态工作点 Q ？,线性部分 直流负载线,非线性部分指数特性,静态工作点 Q ？,两线交点Q为静态工作点，对应的IQ为静态电流， VQ为静态电压。,（）交流信号的图解,线性电路方程,直流负载线斜率:,为何要设立静态工作点Q ?,2. 工程近似法,1） 整流电路,若二极管具有理想的开关特性,串联下限幅电路,2）限幅电路,二极管反接时：,限幅特性,3）低电压稳压电路：当电源出现波动或者负载发生改变引起输出电压的变化，采用二极管稳压电路稳定输出电压,电路等效变换,4）静态工作点的近似计算,在求二极管的直流工作状态时，常取管子的导通电压为其静态电压，静态电流由回路参数决定。,恒压降模型,静态工作点为：,3. 小信号等效分析法,例1.5,解：,输入交流信号较小时，可将二极管视为线性元件，用引线电阻体电阻串联来等效。,小信号等效电路：,已知伏安特性,求v D、i D。,例1.6,(1) 静态分析 (令vi = 0）,由恒压降模型得,解：,(2) 动态分析 (令VI=0）,小信号模型(小信号等效电路),求小信号等效电阻,由小信号模型得,在上基础上求v D、 i D。,叠加原理,
