开关二极管应用举例

开关二极管应用举例

【篇一：开关二极管应用举例】

;;; 二极管应用范围很广，利用其单向导电性，tdc-gp2可以构成整流、检波、限幅和钳位等电路。;;;

【例1.2.1】二极管整流电路如图1.2.4(a)所示，vd为理想硅二极管，已知输入v．为正弦波电压，试

画出输出电压v的波形。;;; 解：由于二极管是理想二极管，根据单向导电性，当vi正半周时，vd导通

相当于短路线，vo - vi；vi负半周时，vd截止相当于开路，vo一0。由此画出输出的波形

【篇二：开关二极管应用举例】

开关电路是一种常用的功能电路，例如家庭中的照明电路中的开关，各种民用电器中的电源开关等。

在开关电路中有两大类的开关。

(1)机械式的开关。采用机械式的开关件作为开关电路中的元器件。

(2)电子开关。所谓的电子开关，不用机械式的开关件，而是采用二

极管、三极管这类器件构成开关电路。

1．开关二橛管开关特性

开关二极管同普通的二极管一样，也是一个pn结的结构，不同之

处是要求这种二极管的开关特性要好。

关于开关二极管的开关时间概念说明下列几点。

(1)开通时间。开关二极管从截止到加上正向电压后的导通要有一段

时间，这一时间称为开通时间。要求这一时间愈短愈好。

(2)反向恢复时间。开关二极管在导通后，去掉正向电压，二极管从

导通转为截止所需要的时间称为反向恢复时间。要求这一时间愈短

愈好。

(3)开关时间。开通时间和反向恢复时间之和，称为开关时间。要求

这一时间愈短愈好。

2．二极管开关电路等效电路

二极管开关电路中要使用二极管，由于普通二极管的开关速度不够高，所以在这种开关电路中所使用的二极管为专门的开关二极管。

图11-50(a)所示是开关二极管的等效电路，从图中可看出，此时开

关二极管在等效成一只开关sl的同时，还有两只电阻。等效电路中

的开关sl可认为是一个理想的开关，即其接通电阻小到为零，其断

开电阻大到为无穷大。

在分析电子开关电路时，为了方便电路的分析，通常将二极管的开

关作用等效成一个理想的电子开关，即可以用图11-50( b)所示的开

关电路图形符号来等效开关二极管。

3．二极管开关电路原理分析

图11-51(a)所示是采用开关二极管构成的电子开关电路，电路中

vd1是开关二极管，uo是输入电压，rl是负载电阻，砜为负载电阻rl上的电压，输入电压ui和输出电压uo波形如图11-51(b)所示。电路的工作原理是：输入电压ui为一个矩形脉冲电压，在to之前这一输入电压为ov，此时开关二极管vd1的正极上没有电压，所以vd1处于截止状态，其内阻很大，vd1相当于断开，这样输入电压u 就不能加到负载电阻r1上，此时的输出电压阢为ov，如图11-51(b)所示的t0之前波形。

当输入电压ui从to到tl时刻到来前期间为正脉冲，这一足够大的电压加到vd1正极，使vd1从截止状态转换到导通状态，此时vd1的内阻很小（可以认为小到为零），这样输入电压u就全部加到负载电阻r1上。

当输入电压u在tl时刻从高电平跳变到低电平时，输入电压u为ov，这时开关二极管vd1截止，vd1相当于开路，这时电阻rl上没有电压。

从上述电路分析可知，当有电压加到vd1正极时，vd1导通，负载电阻rl上有电压：当没有电压加到vd1正极时，vd1截止，负载电阻rl上没有电压。由此可见，vd1起到了一个开关作用。

开关二极管在导通与截止之间的转换速度很快，即所谓的开关速度高。

4．二极管典型应用开关电路分析

二极管构成的电子开关电路形式多种多样，图11-52所示是一种常见的二极管开关电路。

通过观察这一电路，可以熟悉下列几个方面的问题，以利于对电路工作原理的分析。

关于二极管电子开关电路分析思路说明如下几点。

(1)了解这个单元电路功能是第一步，从图11-52所示电路中可以看出，电感ll和电容cl并联，这显然是一个lc并联谐振电路，这是这个单元电路的基本功能，明确这一点后可以知道，电路中的其他元器件应该是围绕这个基本功能的辅助元器件，是对电路基本功能的扩展或补充等，以此思路可以方便地分析电路中的元器件作用。

(2) c2和vd1构成串联电路，然后再与cl并联，从这种电路结构可以得出一个判断结果：c2和vd1这个支路的作用是通过该支路来改变与电容cl并联后的总容量大小。这样判断的理由是：c2和vd1支

路与cl并联后总电容量改变了，与ll构成的lc并联谐振电路其振荡频率改变了。所以，这是一个改变lc并联谐振电路频率的电路。

关于二极管电子开关电路分析说明下列两点。

(1)开关s1断开时电路分析。直流电压+v无法加到vd1的正极，这时vd1截止，其正极与负极之间的电阻很大，相当于vd1开路，这样c2不能接入电路，ll只是与cl并联构成lc并联谐振电路。

(2)开关sl接通时电路分析。直流电压+v通过sl和rl加到vd1的正极，使vd1导通，其正极与负极之间的电阻很小,相当于vd1的正极与负极之间接通，这样c2接入电路，且与电容cl并联，ll与cl、c2构成lc并联谐振电路。

在上述两种状态下，由于lc并联谐振电路中的电容不同，一种情况只有cl，另一种情况是cl与c2并联，在电容量不同的情况下lc并联谐振电路的谐振频率不同。所以，vd1在电路中的真正作用是控制lc并联谐振电路的谐振频率。