二极管基本电路及其分析方法
二极管 分析方法
二极管分析方法
有以下几种常见的二极管分析方法：
1. 静态特性分析：通过分析二极管的静态电流-电压关系，即伏安特性曲线，来了解二极管的相关参数，如正向阈值电压、反向饱和电流等。
2. 动态特性分析：通过分析二极管的频率响应曲线，了解其在不同频率下的阻抗特性，以及频率对正向阈值电压和反向饱和电流等参数的影响。
3. 小信号模型分析：对于大信号下的非线性应用场景，可以使用小信号模型进行分析，将二极管视为一个线性元件，通过计算电压增益、输入输出阻抗等参数来进行分析。
4. 温度特性分析：由于二极管的温度特性是非常重要的，可以分析温度对二极管参数的影响，例如温度对阈值电压的影响、反向饱和电流的温度系数等。
5. 功率特性分析：对于功率二极管等大功率应用场景，可以分析二极管的功率特性，包括最大耗散功率、温升等信息。
通过以上分析方法，可以对二极管的性能和特性进行评估，从而更好地应用在电路设计和实际应用中。
电子线路学习方法(九) 第四讲 二极管电路分析方法(上)
二 、利 用 单 向导 电特 性分 析 二
极管 整流 电路方 法和 思 路培 养
二 极 管 整 流 电路 应 用 十 分 广 泛 ， 图 如
对 处于 截 止 状 态 的 二 极 管 ， 电 路 分 为
析 的 方 便 ， 以 不 去 考 虑 二 极 管 反 向 电 阻 ３所 示 是 二 极 管 构 成 的半 波 整 流 电路 。 显 可 的 具体 大 小 ， 直 接 认 为 它 已处 于 断 开 状 然 ， 这 个 电路 中 的 核 心 元 器 件 是 二 极 管 而 Ｖ ， 电路 分 析 将 Ｄ１
能 ， 了 解 电 路 的输 入 信 号 和 输 出信 号 情 了二 极 管 ， 到 了 二 极 管 负 极 后 面 的 电路 电 路就 是这 种 情 况 。 加 判 断 电路 分 析 是 否 需 要 考 虑 导 通 二 况 ， 对 电路 工作 原理 分析 十 分有 益 。 那 中。
２二 极 管 截 止 时 等 效 理 解 方 法 ．
极 管 内阻的方法是 ： 当使 用 二极 管 正 向 电
整流 电路 的功 能是 将交 流 电转换成
通 需要考 虑二极管 直 流 电。 具 体 地 讲 就 是 ： 过 整 流 二 极 管 二 极 管 截 止 时 ， 为 了 电路 分 析 的 方 阻特性构成控 制 电路时 ， 导 通 后 的 内 阻 ， 他 二 极 管 电路 通 常 不 需 将 具 有 正 、 两 个 半 周 的 交 流 电压 中 的 一 其 负 便 ，将 二 极 管 等 效 成 一 只 阻 值 很 大 的 电 认 或 阻 ， 图 ２所 示 ， 时 可 以 将 导 通 的 二 极 要 考 虑 二极 管 导 通 后 的 内 阻 （ 为 导 通 后 个 半 周 去 掉 ， 是 去 掉 交 流 输 入 电压 的 正 如 有
二极管基本电路与分析方法
二极管基本电路与分析方法二极管是一种最简单的半导体器件，具有只能单向导电的特点。
在电子电路中，二极管通常用于整流、限流、调制和混频等功能。
本文将介绍二极管的基本电路和分析方法。
一、二极管基本电路1.正向偏置电路正向偏置电路是将二极管的P端连接到正电压，N端连接到负电压的电路。
这种电路可以使二极管处于导通状态，实现电流流动。
2.逆向偏置电路逆向偏置电路是将二极管的P端连接到负电压，N端连接到正电压的电路。
这种电路可以使二极管处于截止状态，即不导电。
二、二极管分析方法1.静态分析静态分析是指在稳态条件下分析二极管的工作状态。
在正向偏置电路中，如果二极管被接入电路且正向电压大于二极管的正向压降时，二极管处于导通状态；反之，二极管处于截止状态。
在逆向偏置电路中，无论接入电路与否，二极管都处于截止状态。
2.动态分析动态分析是指在变化条件下分析二极管的工作状态。
例如，当正向电压瞬时增加时，二极管可能处于导通状态。
此时，需要考虑二极管的导通压降和电流变化情况。
三、常见二极管电路1.整流电路整流电路是将交流信号转换为直流信号的电路。
常见的整流电路有半波整流电路和全波整流电路。
半波整流电路只利用了交流信号的一半，而全波整流电路则利用了交流信号的全部。
整流电路中的二极管起到了只允许电流在一个方向上流动的作用。
2.限流电路限流电路是通过限制电流的大小来保护其他元件不受损坏的电路。
常见的限流电路有稳压二极管电路和过载保护电路。
稳压二极管电路利用二极管的电流-电压特性，使得二极管具有稳定的电流输出能力；过载保护电路则通过限制电流大小来保护负载电路。
3.调制电路调制电路是将低频信息信号调制到高频载波信号上的电路。
常见的调制电路有调幅电路和调频电路。
在调制电路中，二极管起到了快速改变电流或电压的作用，实现信号的调制效果。
4.混频电路混频电路是将两个不同频率的信号进行混合，得到新的频率信号的电路。
在混频电路中，二极管可以起到信号选择和调谐的作用，实现频率混合。
二极管电路的状态分析方法.doc
二极管电路的状态分析方法王 萍晶体二极管的判别和计算是《电子线路板》课程教学的重点和难点。
在江苏省普通高校单独招生统一考试中频频出现，掌握好二极管状态的分析对于以后的整流电路、限流电路的学习至关重要，很多教科书及教学辅导书上阐述了多种求解方法，根据学生的认知情况，结合本人多年的教学经验总结以下两种分析方法最为简便。
一、单个二极管判别方法——电位判别法电位法是最常用的一种方法，它是将二极管从电路中断开，利用求解二极管两端的电位，根据电位的大小判定二极管导通还是截止的方法。
它的分析步骤如下：1．先将电路中二极管断开2．计算二极管两端的电位３．比较电位大小。
若二极管加正向偏置电压，二极管导通；若二极管加反向偏置电压，二极管截止。
例１（陈其纯主编的《电子线路》教材17页第7题）如图所示，V 为理想二极管，试判断二极管是导通还是截止，并求出A 、B 两端的电位V AB 。
解：（1）．将二极管从电路中断开（2）．计算二极管两端的电位，由于电路没有闭合则ＶA =12V ，V C =6V（3）．比较电位的大小V A ＞V C ，所以二极管截止。
电路中没有电流流过，因此V AB =12V 。
复杂电路也是如此，如例2判断二极管的工作状态。
解：（1）．将二极管从电路中断开（2）．计算二极管两端的电位。
ＶA =1151014010=⨯+V V AC =1102182=⨯+V V C =5.2155255=⨯+V ∵ V BC =V B －V C∴ V B =V BC +V C =3.5V(3).比较电位的大小 V A ＜V B ，因此二极管截止。
二、两个或两个以上二极管判别方法——优先导通法㈠ 两个二极管电路的状态分析：优先导通法的前提是电路给定的状态是正常工作状态，而不是通电后造成事故（二极管击穿或烧毁），它是以每个二极管单独工作时求出其它二极管两端电压，利用此电压去分析其它二极管的安全性。
1．假定一个二极管优先导通2．求出其它二极管两端的电压3．分析其它二极管的安全性，导通时二极管两端的电压。
二极管整流电路详尽分析
二极管整流电路详尽分析二极管整流电路是一种能将交流电转化为直流电的重要电路。
它由一个二极管和一个负载电阻组成，二极管用来选择只允许电流沿一个方向流动，从而实现交流电的整流。
二极管整流电路常用于电源电路、通信电路、电子设备等各种电路中。
在二极管整流电路中，有两种基本的整流方式：半波整流和全波整流。
半波整流是一种简单且常用的整流方式。
它基于二极管只允许电流沿一个方向流动的特性，将交流信号的负半周通过二极管导通，而正半周则由于二极管的正向截止而无法通过。
当交流信号的正半周通过二极管截止时，负半周通过二极管导通，并通过负载电阻R加载。
这样，负载电阻两端的电压就是输入交流信号负半周的幅值。
全波整流是一种更高效的整流方式。
它采用两个二极管和一个中心引地配置的变压器。
通过变压器将交流信号降压，然后分别通过两个二极管进行整流。
当交流信号的正半周导通时，其中一个二极管导通并通过负载电阻加载；而当交流信号的负半周导通时，另一个二极管导通并通过负载电阻加载。
这样，负载电阻两端的电压就是输入交流信号的幅值。
对于半波整流电路和全波整流电路，有一些值得注意的问题需要考虑。
首先是二极管的选择问题。
在选择二极管时，需要根据电路的要求选择合适的二极管，考虑其最大允许电流、正向压降和导通损失等因素。
另外，为了提高整流电路的效率和稳定性，还可以采用电容滤波器来消除整流波形中的纹波，并增加稳压电路来稳定负载电压。
在实际应用中，二极管整流电路还可以扩展为桥式整流电路，用于更高功率的电源电路。
桥式整流电路采用四个二极管进行整流，能够实现更高的整流效率。
它可以看作是半波整流和全波整流的结合，能够将交流信号的两个半周都转化为直流信号。
总之，二极管整流电路是一种简单、实用的电路，能够将交流电转化为直流电，对于各种电子设备和电源电路具有重要的应用价值。
在实际设计和应用中，需要综合考虑电路的各种要求，并选择合适的元器件和附加电路来提高整流电路的效率和稳定性。
二极管应用实验报告
二极管应用实验报告二极管应用实验报告引言：二极管是一种重要的电子元件，具有单向导电性质，广泛应用于电子电路中。
本实验旨在通过实际操作和观察，探究二极管在不同应用场景下的特性和效果。
实验一：二极管的整流特性实验目的：通过搭建整流电路，观察二极管在交流电源下的整流效果，并分析其特性。
实验步骤：1. 准备材料：二极管、变压器、电阻、电容、示波器等。
2. 搭建整流电路：将二极管串联在交流电源电路中，通过变压器调节电压大小。
3. 接入示波器：将示波器连接到电路中，观察输出波形。
实验结果：在交流电源下，二极管实现了电流的单向导通，输出波形呈现出明显的半波整流效果。
通过调节电压大小，我们发现输出波形的峰值与输入电压呈线性关系。
实验分析：二极管的整流特性使其在电源转换和电路稳定性方面具有重要应用。
通过实验，我们验证了二极管在交流电源下的整流效果，并了解了其在电路中的作用。
实验二：二极管的稳压特性实验目的：通过搭建稳压电路，研究二极管在稳定电压输出方面的应用。
实验步骤：1. 准备材料：二极管、电阻、电容、稳压二极管等。
2. 搭建稳压电路：将稳压二极管与电阻、电容等元件连接，形成稳压电路。
3. 测量输出电压：通过示波器或万用表等工具，测量稳压电路输出的电压大小。
实验结果：在稳压电路中，二极管通过调节电流大小，实现了稳定的输出电压。
我们发现，无论输入电压如何变化，稳压二极管都能保持输出电压的稳定性。
实验分析：二极管的稳压特性使其在电源稳定和电路保护方面起到重要作用。
通过实验，我们深入了解了稳压二极管的工作原理，并验证了其在稳压电路中的应用效果。
实验三：二极管的信号调制特性实验目的：通过搭建调制电路，研究二极管在信号传输和调制方面的应用。
实验步骤：1. 准备材料：二极管、电容、电阻、信号发生器等。
2. 搭建调制电路：将信号发生器与二极管、电容、电阻等元件连接，形成调制电路。
3. 观察输出信号：通过示波器等工具，观察调制电路输出的信号波形。
二极管的七种应用电路及详解
二极管的七种应用电路及详解杨江凯2019年10月2日许多初学者对二极管很“熟悉”，提起二极管的特性可以脱口而出它的单向导电特性，说到它在电路中的应用第一反应是整流，对二极管的其他特性和应用了解不多，认识上也认为掌握了二极管的单向导电特性，就能分析二极管参与的各种电路，实际上这样的想法是错误的，而且在某种程度上是害了自己，因为这种定向思维影响了对各种二极管电路工作原理的分析，许多二极管电路无法用单向导电特性来解释其工作原理。
二极管除单向导电特性外，还有许多特性，很多的电路中并不是利用单向导电特性就能分析二极管所构成电路的工作原理，而需要掌握二极管更多的特性才能正确分析这些电路，例如二极管构成的简易直流稳压电路，二极管构成的温度补偿电路等。
一、二极管简易直流稳压电路及故障处理二极管简易稳压电路主要用于一些局部的直流电压供给电路中，由于电路简单，成本低，所以应用比较广泛。
二极管简易稳压电路中主要利用二极管的管压降基本不变特性。
二极管的管压降特性：二极管导通后其管压降基本不变，对硅二极管而言这一管压降是0.6V左右，对锗二极管而言是0.2V左右。
如图9-40所示是由普通3只二极管构成的简易直流稳压电路。
电路中的VD1、VD2和VD3是普通二极管，它们串联起来后构成一个简易直流电压稳压电路。
图9-40 3只普通二极管构成的简易直流稳压电路1．电路分析思路说明分析一个从没有见过的电路工作原理是困难的，对基础知识不全面的初学者而言就更加困难了。
关于这一电路的分析思路主要说明如下。
（1）从电路中可以看出3只二极管串联，根据串联电路特性可知，这3只二极管如果导通会同时导通，如果截止会同时截止。
（2）根据二极管是否导通的判断原则分析，在二极管的正极接有比负极高得多的电压，无论是直流还是交流的电压，此时二极管均处于导通状态。
从电路中可以看出，在VD1正极通过电阻R1接电路中的直流工作电压+V，VD3的负极接地，这样在3只串联二极管上加有足够大的正向直流电压。
详细分析二极管的七种应用电路
详细分析二极管的七种应用电路
一、二极管简易直流稳压电路及故障处理
二极管简易稳压电路主要用于一些局部的直流电压供给电路中，由于电路简单，成本低，所以应用比较广泛。
二极管简易稳压电路中主要利用二极管的管压降基本不变特性。
二极管的管压降特性：二极管导通后其管压降基本不变，对硅二极管而言这一管压降是0.6V左右，对锗二极管而言是0.2V左右。
如图所示是由普通3只二极管构成的简易直流稳压电路。
电路中的VD1、VD2和VD3是普通二极管，它们串联起来后构成一个简易直流电压稳压电路。
图：3只普通二极管构成的简易直流稳压电路
1.电路分析思路说明
分析一个从没有见过的电路工作原理是困难的，对基础知识不全面的初学者而言就更加困难了。
关于这一电路的分析思路主要说明如下。
（1）从电路中可以看出3只二极管串联，根据串联电路特性可知，这3只二极管如果导通会同时导通，如果截止会同时截止。
（2）根据二极管是否导通的判断原则分析，在二极管的正极接有比负极高得多的电压，无论是直流还是交流的电压，此时二极管均处于导通状态。
从电路中可以看出，在VD1正极通过电阻R1接电路中的直流工作电压+V，VD3的负极接地，这样在3只串联二极管上加有足够大的正向直流电压。
由此分析可知，3只二极管VD1、VD2和VD3是在直流工作电压+V作用下导通的。
（3）从电路中还可以看出，3只二极管上没有加入交流信号电压，因为在VD1正极即电路中的A点与地之间接有大容量电容C1，将A点的任何交流电压旁路到地端。
2.二极管能够稳定直流电压原理说明。
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e
v D /VT Q
VT ID
iD VT
Q
ID VT
则 rd
1 gd
VT ID
常温下（T=300K）
rd
26 ( mV ) I D ( mA )
2. 模型分析法应用举例
1) 整流电路 2）限幅电路 3）开关电路 4）低电压稳压电路 5）箝位电路 6）其它电路
分析方法：
1）选取参考点； 2）用理想模型、恒压降或折线模型代替二极管； 3）断开理想二极管，求N、P两端的电压。
vd
_ R
+
vO
_
7) 其它电路
＋VCC ＋VCC
－
＋
vi
＋
－
-VEE
vo
-VEE
vo
防止共模输入电压过大
防止电源反接
－ ＋
vo
防止差模输入电压过大
2．模型分析法应用举例
（6）小信号工作情况分析
直流通路、交流通路、静态、动态 等概念，在放大电路的分析中非常重要。
图示电路中，VDD = 5V，R = 5k，恒压降模型的VD=0.7V，vs = 0.1sint V。 （1）求输出电压vO的交流量和总量；（2）绘出vO的波形。
t
vo
3 0
t
2）用恒压降模型分析
+
vi – R D
0.7
+
vo –
VREF
当vi 3 0.7时，D通，vO 3.7V
当vi 3 0.7时，D止，vO vi
（3）限幅电路 电路如图，R = 1kΩ，VREF = 3V，二极管为硅二极管。分别 用理想模型和恒压降模型求解，当vI = 6sint V时，绘出相应的输 出电压vO的波形。
VCC
4.7K
VI1
D1
V0
导通 截止 截止
VI2
D2
+
5V
5V
0V
5V
导通
截止
0V
5V
D1
4.7K + -
由上表可见，在输入电压V1和V2中， 只要有一个为0V，则输出为 0V；只 有当两输入电压均为5V时，输出才为
VI1
-
VI2
D2
VCC
5V
5V，这种
关系在数字电路中称为“与” 逻辑。
5) 低电压稳压电路
若VP>VN，则理想二极管导通，用短路代替；
若VN>VP，则理想二极管截止，用开路代替。
4）分析电路中待求量。
习题：P97页 3.4.5 电路如图，求VAO。
P D N + 3k 6V 12V
A
VAO –
O
解：取 O 点作参考点 VP =－6 V VN =－12 V VP>VN 二极管导通
VAO =－ 6V
iD
rD
0.7 0.5 1mA
Vth
vD
200
电路模型
+
vD
_
其中，Vth和rD的值不是 固定不变的。
Vth rD
iD
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
1 R 1 R
（4）小信号模型
iD
vD
(V DD v s )
vs =0 时, Q点称为静态工作点 ，反映直流时的工作状态。 vs =Vmsint 时（Vm<<VDD）, 将Q点附近小范围内的V-I 特性线性 化，得到小信号模型，即以Q点为切点的一条直线。
VDD 10V
VDD 1 V
VDD 10V
V VDD 1 VDD 10V VDD 1 V
(V)
D
(mA)
VD
0 1
0 0.1
0.7 0.93
0.7 0.03
0.69 0.931
0.51 0.049
由上分析，可得如下结论： 在电源电压远大于二极管压降时，恒压降模型能 得出较合理得结果；而当电源电压较低时，折线模型 能得到较满意得结果。
v vi 0V，D止， 0 vi
vi 4V，D通， 0 VREF v
+ vi
R
+
D VREF
vo
–
v vi 6V， 通， 0 VREF D
vi 6 sin wt (V)，
–
vi
6 3 0
vi VREF， 通， 0 VREF v D vi VREF，D止， v0 vi
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
（4）小信号模型 过Q点的切线可以等效成
一个微变电阻
即 rd
vD iD
（a）V-I特性 （b）电路模型
根据 i I ( e v D / V T 1 ) D S 得Q点处的微变电导
gd d iD dvD
Q
IS VT
D VDD R
VDD
D
+ R
_
VD
D
R
+
VD
b.使用恒压降模型 VDD 0.7 D导通 VD 0.7V D
R
c.使用折线模型 D导通 D
VDD Vth R rD
R
VDD
0.7V
_
D
+
VD
0.5V
VDD
VD 0.5 D rD
rD
_
将数据带入上述公式得下表： 理 想 模 型 恒压降模型 折 线 模 型
3)用折线模型分析
二极管D断开， vA=vi－Vth，vB=VREF
若VA>VB，D通，则
VO Vth VREF Vi Vth VREF R rD rD
R
+ rD
vi – Vth
+
A vo –B
VREF
取rD=200Ω，则VO=0.17Vi－2.917 若VA<VB，D截止，则VO=Vi
图(b)是它的习惯画法。对于下列两种情况，求电路
的 D和 VD的值：(1)VDD=10V；(2)VDD=1V。在每种情况
下，应用理想模型、恒压降模型和折线模型求解。
VDD
R R iD D vD iD D
VDD
R vD R
iD D
v
VDD
vD
图（a)
图（b）
解：
a.使用理想模型 D导通
VD 0V
（1）上限幅器
+
R
+
并联上限幅器
ui
D
VREF
uo –
– D R VREF
+
+ uo –
串联上限幅器
ui
–
（2）下限幅器
+
R
+
并联下限幅器
ui
D
VREF
uo –
– +
D R VREF
+
uo –
串联下限幅器
ui –
（3）双向限幅器
+ ui – R D1 VREF1 D2 + uo
VREF2 –
例3.4.4 一限幅电路如图所示，R=1KΩ, VREF=3V。 （1）vi=0V、4V、6V时，
S
S
2）恒压降模型 ：信号幅度远大于二极管压降
二极管导通后,其管压降认为是恒定的,且不
随电流而变化,典型值是 0.7V。不过，这只有当二
极管的电流iD近似等于或大于1mA时才正确。
iD
电路模型
+
vD
_
0.7V 0.7V
vD
iD
3) 折线模型 ：信号幅度不能远大于二极管压降
二极管的管压降不 是恒定的，而是随着通 过二极管电流的增加而 增加。Vth约为0.5V(硅）
3) 限幅电路
在电子技术中，常用限幅电路对各种信号进行
处理。它是用来让信号在预置的电平范围内，有选
择地传输一部分。 限幅电路，又称消波器，是利用二极管在外加 正向电压超过门坎电压（死区电压）时导通，且导
通后管子两端电压基本不变得特点，限制输出电压
的幅度。
根据二极管的位置不同，限幅电路有三种基本
形式：上限幅器，下限幅器，双向限幅器。
ui / V
2
O
-0.7V < ui < 0.7 V
t
V1、V2 均截止 ui < 0.7 V
uO = ui
uO/ V 0.7
V1 导通 V2 截止 uO = 0.7 V
t
0.7
O
习题：P97 3.4.7 3.4.8 3.4.9
5V
4) 开关电路
例3.4.5
V1 0V 0V V2 0V 5V D1 导通 D2 导通 截止 V0 0V 0V
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
iD 1 R vD 1 R V DD
iD
V DD v D R
是一条斜率为-1/R的直线，称为负载线
Q的坐标值（VD，ID）即为所求。Q点称为电路的工作点
习题：P97 页 3.4.6
15V
+
R3 R5 R1
VA
D
N P
15 R1 R2
10 R5 R6
R2 1V
R6 15 R3 R4 R4 3.5V
10V B
R6
A
VB