11二极管开关电路分析与测试(2)共24页文档
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60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
模拟电子技术
电子与信息工程系 王书杰
课程介绍
—课 程 介 绍—
1 课程性质
本课程是电子类专业的一门的专业基础课。 本课程的前导课程为电路分析，平行课程为 数字电子技术。
课程介绍
2 知识目标
常见晶体二极管在电子产品中的应用； 晶体三极管的开关特性和放大特性的应用； 负反馈技术的应用； 集成运算放大器的线性与非线性应用； 音频功放的构成和使用； 直流稳压电源的构成和应用。
无线电信号的解调 高频电路中可作为可变电容器使用 硅材料二极管 锗材料二极管
可调直流稳压电源设计与制作
二、半导体的导电特性
⒈ 导体、半导体与绝缘体
（1）导体： 电阻率ρ＜10-6Ω·m； （2）绝缘体：电阻率ρ＞108Ω·m； （3）半导体：电阻率介于导体与绝缘体之间
⒉ 半导体的导电特性
（1）掺杂特性 （2）热敏特性 （3）光敏特性
正向电流（很大）
＋－
加正向电压，二极管导通 电阻很小，电流较大。 （二极管等效为一个闭合 的开关）
反向电流（很小）
－＋
加反向电压，二极管截止 电阻非常大，电流较小。 （二极管等效为一个断开 的开关）
结论：二极管是一个电压控制的单向开关
可调直流稳压电源设计与制作
六、理想二极管电路分析
1、理想二极管模型
+
-
-
+
-+
可调直流稳压电源设计与制作
2、使用数字万用表判断
利用数字万用表的“二极管档”进行测量。 （1）若红表笔接二极管正极，黑表笔接二极管负极
万用表显示二极管的导通电压
（2）若红表笔接二极管负极，黑表笔接二极管正极 万用表显示：“1”（表示超出量程）
？如何用数字万用表判断二极管的好坏
可调直流稳压电源设计与制作 3、使用指针式万用表判断
3. PN结形成
将P型半导体和N型半导体采用特殊的制造工艺 结合在一起，就形成了PN结。
PN
P区
Байду номын сангаас
N区
可调直流稳压电源设计与制作 四、二极管的结构和符号
1.二极管的结构
PN结
阳极（正极） A
PN
阴极（负极） K
阳极引线
阴极引线
二极管由管芯、管壳和电极三部分组成。
2.二极管的符号
阳极
A
阴极
K
可调直流稳压电源设计与制作 五、二极管的单向导电性
11二极管开关电路分析与测试(2)
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
U OIORL0
可调直流稳压电源设计与制作
例 已知电路如图所示，VD为理想二极管，ui 10 si ntV
画出输出电压 u o 的波形。
VD
ui /V
R
10
ui
uo
0
t
10
uo /V 10
u i 正半周，二极管 导通
0
t
10
u i 负半周，二极管 截止
可调直流稳压电源设计与制作 七、如何判断二极管的极性 1、根据外观判断
IO
解：
VD
VDD
（1）
RL U O
二极管导通
UOVDD 2V
IO
UO RL
2mA
可调直流稳压电源设计与制作
例 已知电路如图所示，设VD为理想二极管，RL1000 （1）VDD=2V，求解IO和UO；
（2）若二极管正负极对调，再求解IO和UO
IO
解：
VD
VDD
（2）
RL U O
二极管截止
IO 0
可调直流稳压电源设计与制作
1.1 二极管开关电路分析与测试
学习任务： 1.二极管的结构、符号、分类 2.二极管的单向导电性 3. 二极管电路分析 4.用万用表检测二极管的极性、好坏 5.二极管伏安特性曲线 6.二极管开关电路装配与测试
可调直流稳压电源设计与制作 一、二极管的外形和分类
整流二极管
开关二极管
可调直流稳压电源设计与制作
三、P型半导体和N型半导体
1.本征半导体
纯净的半导体材料称为本征半导体。常用的半导体 材料是单晶硅（Si）和单晶锗（Ge）。本征半导体导电 能力非常弱。
2.杂质半导体
（1） N型半导体 （2） P型半导体 与本征半导体相比，杂质半导体导电能力显著增强。
可调直流稳压电源设计与制作
发光二极管
可调直流稳压电源设计与制作
二极管的分类
划分方法和种类 普通二极管
整流二极管
发光二极管
稳压二极管
按功能 光敏二极管 分 检波二极管 变容二极管 硅二极管
按材料 锗二极管 分
说明 通用型二极管，作为电子开关使用 专门用于整流的二极管 专门用于指示信号的二极管 专门用于直流稳压的二极管 对光有敏感作用的二极管
课程介绍
3 能力目标
能识别与检测常用半导体元器件； 能熟练操作万用表、直流稳压电源、示波器、函 数信号发生器等常用测量仪器仪表； 能根据图纸使用焊接工具完成电路装配； 能借助仪器仪表通过检测分析排除模拟电路硬件 故障。
课程介绍
4 课程学习模块
模块一 可调直流稳压电源设计与制作 模块二 光控开关的设计与制作 模块三 音频功率放大器的设计与制作
uD
iD
iD
0
uD
加正向电压——导通，二极管相当于闭合的开关，呈短路 加反向电压——截止，二极管相当于断开的开关，呈开路
可调直流稳压电源设计与制作
2、理想二极管电路分析举例
例 已知电路如图所示，设VD为理想二极管，RL1000 （1）VDD=2V，求解IO和UO；
（2）若二极管正负极对调，再求解IO和UO
Ω ×1K
Ω ×1K
注意事项：
① 万用表的欧姆倍率挡不宜选得过低，也不能选择R×10 K
② 测量时，手不要同时接触两个引脚，以免人体电阻的介入 影响到测量的准确性。
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
课程介绍
5 学习方法
➢课堂教学和课后自主学习相结合，培养和锻炼 自学能力； ➢ 教材和其他学习资源的合理使用。
可调直流稳压电源设计与制作
项目一 可调直流稳压电源设计与制作
任务1 二极管开关电路分析与测试 任务2 直流电压的产生—整流滤波电路分析设计 任务3 稳压电路分析与设计 任务4 可调直流稳压电源装配与调试
模拟电子技术
电子与信息工程系 王书杰
课程介绍
—课 程 介 绍—
1 课程性质
本课程是电子类专业的一门的专业基础课。 本课程的前导课程为电路分析，平行课程为 数字电子技术。
课程介绍
2 知识目标
常见晶体二极管在电子产品中的应用； 晶体三极管的开关特性和放大特性的应用； 负反馈技术的应用； 集成运算放大器的线性与非线性应用； 音频功放的构成和使用； 直流稳压电源的构成和应用。
无线电信号的解调 高频电路中可作为可变电容器使用 硅材料二极管 锗材料二极管
可调直流稳压电源设计与制作
二、半导体的导电特性
⒈ 导体、半导体与绝缘体
（1）导体： 电阻率ρ＜10-6Ω·m； （2）绝缘体：电阻率ρ＞108Ω·m； （3）半导体：电阻率介于导体与绝缘体之间
⒉ 半导体的导电特性
（1）掺杂特性 （2）热敏特性 （3）光敏特性
正向电流（很大）
＋－
加正向电压，二极管导通 电阻很小，电流较大。 （二极管等效为一个闭合 的开关）
反向电流（很小）
－＋
加反向电压，二极管截止 电阻非常大，电流较小。 （二极管等效为一个断开 的开关）
结论：二极管是一个电压控制的单向开关
可调直流稳压电源设计与制作
六、理想二极管电路分析
1、理想二极管模型
+
-
-
+
-+
可调直流稳压电源设计与制作
2、使用数字万用表判断
利用数字万用表的“二极管档”进行测量。 （1）若红表笔接二极管正极，黑表笔接二极管负极
万用表显示二极管的导通电压
（2）若红表笔接二极管负极，黑表笔接二极管正极 万用表显示：“1”（表示超出量程）
？如何用数字万用表判断二极管的好坏
可调直流稳压电源设计与制作 3、使用指针式万用表判断
3. PN结形成
将P型半导体和N型半导体采用特殊的制造工艺 结合在一起，就形成了PN结。
PN
P区
Байду номын сангаас
N区
可调直流稳压电源设计与制作 四、二极管的结构和符号
1.二极管的结构
PN结
阳极（正极） A
PN
阴极（负极） K
阳极引线
阴极引线
二极管由管芯、管壳和电极三部分组成。
2.二极管的符号
阳极
A
阴极
K
可调直流稳压电源设计与制作 五、二极管的单向导电性
11二极管开关电路分析与测试(2)
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
U OIORL0
可调直流稳压电源设计与制作
例 已知电路如图所示，VD为理想二极管，ui 10 si ntV
画出输出电压 u o 的波形。
VD
ui /V
R
10
ui
uo
0
t
10
uo /V 10
u i 正半周，二极管 导通
0
t
10
u i 负半周，二极管 截止
可调直流稳压电源设计与制作 七、如何判断二极管的极性 1、根据外观判断
IO
解：
VD
VDD
（1）
RL U O
二极管导通
UOVDD 2V
IO
UO RL
2mA
可调直流稳压电源设计与制作
例 已知电路如图所示，设VD为理想二极管，RL1000 （1）VDD=2V，求解IO和UO；
（2）若二极管正负极对调，再求解IO和UO
IO
解：
VD
VDD
（2）
RL U O
二极管截止
IO 0
可调直流稳压电源设计与制作
1.1 二极管开关电路分析与测试
学习任务： 1.二极管的结构、符号、分类 2.二极管的单向导电性 3. 二极管电路分析 4.用万用表检测二极管的极性、好坏 5.二极管伏安特性曲线 6.二极管开关电路装配与测试
可调直流稳压电源设计与制作 一、二极管的外形和分类
整流二极管
开关二极管
可调直流稳压电源设计与制作
三、P型半导体和N型半导体
1.本征半导体
纯净的半导体材料称为本征半导体。常用的半导体 材料是单晶硅（Si）和单晶锗（Ge）。本征半导体导电 能力非常弱。
2.杂质半导体
（1） N型半导体 （2） P型半导体 与本征半导体相比，杂质半导体导电能力显著增强。
可调直流稳压电源设计与制作
发光二极管
可调直流稳压电源设计与制作
二极管的分类
划分方法和种类 普通二极管
整流二极管
发光二极管
稳压二极管
按功能 光敏二极管 分 检波二极管 变容二极管 硅二极管
按材料 锗二极管 分
说明 通用型二极管，作为电子开关使用 专门用于整流的二极管 专门用于指示信号的二极管 专门用于直流稳压的二极管 对光有敏感作用的二极管
课程介绍
3 能力目标
能识别与检测常用半导体元器件； 能熟练操作万用表、直流稳压电源、示波器、函 数信号发生器等常用测量仪器仪表； 能根据图纸使用焊接工具完成电路装配； 能借助仪器仪表通过检测分析排除模拟电路硬件 故障。
课程介绍
4 课程学习模块
模块一 可调直流稳压电源设计与制作 模块二 光控开关的设计与制作 模块三 音频功率放大器的设计与制作
uD
iD
iD
0
uD
加正向电压——导通，二极管相当于闭合的开关，呈短路 加反向电压——截止，二极管相当于断开的开关，呈开路
可调直流稳压电源设计与制作
2、理想二极管电路分析举例
例 已知电路如图所示，设VD为理想二极管，RL1000 （1）VDD=2V，求解IO和UO；
（2）若二极管正负极对调，再求解IO和UO
Ω ×1K
Ω ×1K
注意事项：
① 万用表的欧姆倍率挡不宜选得过低，也不能选择R×10 K
② 测量时，手不要同时接触两个引脚，以免人体电阻的介入 影响到测量的准确性。
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
课程介绍
5 学习方法
➢课堂教学和课后自主学习相结合，培养和锻炼 自学能力； ➢ 教材和其他学习资源的合理使用。
可调直流稳压电源设计与制作
项目一 可调直流稳压电源设计与制作
任务1 二极管开关电路分析与测试 任务2 直流电压的产生—整流滤波电路分析设计 任务3 稳压电路分析与设计 任务4 可调直流稳压电源装配与调试