二极管电路分析
二极管基本电路及其分析方法
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。
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。
详细介绍二极管各整流电路的工作原理
详细介绍二极管各整流电路的工作原理（二极管）因为其独特的单向导电性，因而被设计成了各种整流电路，用来将我们常用的市电，也就是交流电转换成单向的直流电。
在我们常用的整流电路中有三种最为常见，分别为：桥式整流电路，全波整流电路和半波整流电路。
下面一一详细介绍各整流电路的（工作原理）；1.半波整流电路如上图所示为一个半波整流电路，正是因为二极管的单向导电性，因此，当流入的交流处于正半周期时，也就是图中红色箭头流向，二极管导通。
当流入交流电处于负半周时，也就是图中绿色箭头流向，由于二极管反向截止，因此不导通。
进而流入的交流电经过图中二极管D1整流以后，由以前正弦波形变成了缺少负半周期的波形，因此称为半波整流电路。
它的优点就是成本低，缺点很明显就是浪费了整整一半的电。
2.全波整流电路如上图所示为一个全波整流电路，下面具体分析它的工作原理：它主要是以变压器的次级绕组中间的抽头作为基准电而设计成的全波整流电路，首先当流入的交流处于正半周期时，走向如图中的红色走向，电由二级管D4经负载流回到变压器中间抽头，形成正半周期时的回路。
当流入交流电处于负半周期时，（电流）走向如图中的绿色走向，电由二极管D5经负载流回到变压器中间抽头，形成负半周期时的回路。
因为交流电的正半周期和负半周期都被二极管整流利用，因此该电路叫做全波整流电路，二极管发挥了非常大的作用。
3.桥式整流电路其实我们做（产品）的时候，会对产品的体积有好大的限制，因此设计的产品要越小越好，并且还要避免在制造生产时，变压器中间抽头带来的麻烦，因此又设计出了更加方便好用，体积小的桥式整流电路。
如上图所示为一个桥式整流电路，下面具体介绍它的工作原理：当流入的交流电处于正半周期时，走向如图中的红色走向，经过负载R2形成回路。
当流入的交流电处于负半周期时，走向如图中的绿色走向，经过负载R2形成回路。
这样就非常巧妙即实现了全波整流又实现了体积小的要求。
流入的是交流电而流出的是全波整流后的直流电。
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。
二极管7种应用电路详解
二极管7种应用电路详解
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。
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。
(完整版)二极管7种应用电路详解
二极管7种应用电路详解之一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。
9.4.1 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。
常见的几种二极管整流电路解析,可控硅整流电路波形分析
常见的几种二极管整流电路解析，可控硅整流电路波形分析常见的几种二极管整流电路解析：二极管半波整流电路实际上利用了二极管的单向导电特性。
当输入电压处于交流电压的正半周时，二极管导通，输出电压vo=vi-vd。
当输入电压处于交流电压的负半周时，二极管截止，输出电压vo=0。
半波整流电路输入和输出电压的波形如图所示。
对于使用直流电源的电动机等功率型的电气设备，半波整流输出的脉动电压就足够了。
但对于电子电路，这种电压则不能直接作为半导体器件的电源，还必须经过平滑（滤波）处理。
平滑处理电路实际上就是在半波整流的输出端接一个电容，在交流电压正半周时，交流电源在通过二极管向负载提供电源的同时对电容充电，在交流电压负半周时，电容通过负载电阻放电。
通过上述分析可以得到半波整流电路的基本特点如下：（1）半波整流输出的是一个直流脉动电压。
（2）半波整流电路的交流利用率为50%。
（3）电容输出半波整流电路中，二极管承担最大反向电压为2倍交流峰值电压（电容输出时电压叠加）。
（3）实际电路中，半波整流电路二极管和电容的选择必须满足负载对电流的要求。
全波整流当输入电压处于交流电压的正半周时，二极管D1导通，输出电压V o=vi-VD1。
当输入电压处于交流电压的负半周时，二极管D2导通，输出电压V o=vi-VD2。
由上述分析可知，二极管全波整流电路输出的仍然是一个方向不变的脉动电压，但脉动频率是半波整流的一倍。
晶体二极管组成的各种整流电路。
一、半波整流电路。
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vo t
9
二极管半波整流
第 3章 二极管及其基本电路
正弦波信号原来是双方向的，现在经过二极管这个电路输 出变成单方向的，而且这个电方向取的是输入一半的波形， 所以叫做半波整流电路
ui
t uo t
这个电路有什么用处？这是后面要介绍的直流稳压电源里 面的一部分电路，我们知道直流电源输入都是220V，要变成 直流第一步就要把双方向的变成单方向的，这就是整流的过程。 10
D
iD
＋
R
例3.4.6 在图（a)所示的二极管 电路中，VDD 5V
R 5k
R
例:一限幅电路如图所示，二 极管为硅二极管，
+
+
R 1k VREF 3V
分别用理想模型和恒压降模型求 解以下两问：
vI
D
VREF
vo
(a)限幅电路
vI 0V、 4V、 6V （2） vI 6 sin t
（1）
求相应的输出电压
vo的值 绘出相应的输出电压 vo的波形
26
第 3章 二极管及其基本电路
1） 整流电路
例1：二极管基本点路如图所示，已知Vs为正弦波。利用 二极管理想模型，绘出Vo的波形。
解：由于Vs的值有正有负，当Vs为正半周时，二极管正向偏置，此 时二极管导通，Vo=Vs. 当Vs为负半周时，二极管反向偏置，此时二极管截止，Vo=0。 vi 该电路称为半波整流电路。
t
vs RL vO
二极管并联上限幅电路波形关系
15
第 3章 二极管及其基本电路
设０＜Ｅ＜Um(输入峰值电压）, 则限幅电平为＋Ｅ。 当uｉ＜Ｅ, 二极管截止, uo＝uｉ；
并联二极管上限幅电路
二极管并联上限幅电路波形关系
16
第 3章 二极管及其基本电路
当uｉ＞Ｅ, 二极管导通, uo＝Ｅ。波形图如图 (ｂ)所示。
并联二极管上限幅电路
二极管并联上限幅电路波形关系
17
第 3章 二极管及其基本电路
设-Ｕm＜Ｅ＜０,
如果uｉ＞Ｅ, 二极管导通, uo＝Ｅ。 则限幅电平为-E.
并联二极管上限幅电路
二极管并联上限幅电路波形关系
18
第 3章 二极管及其基本电路
设-Ｕm＜Ｅ＜０, 如果uｉ＜Ｅ, 二极管截止, uo＝uｉ；波形图如图 (ｃ)所示。
VI
iD
－
VI
iD m A
VDD R
vD
＋
＋
D
vo
－
－
iD
ID
Q
Q'
Q"
由于某种原因，入电网电压波 动引起直流电源电压VI产生 波动，这个波动分量用ΔVI表 示，波形是任意的，它与VI串 联共同作用于R（限流电阻） 和二极管D相串联的支路如图。 电路中VI 、R和二极管D共同 确定电路的静态工作点。当波 动电压增量ΔVI出现之后，电 路中的电流和二极管电压亦产 生相应的增量，
第 3章 二极管及其基本电路
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
2. 恒压降模型
当二极管导通后，其管压降认 为是恒定的，且不随电流而变， 典型值为0.7V(硅管）。
4
第 3章 二极管及其基本电路
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
vD V
工作点将在 Q' 和 Q" 之间移动。 二极管电压和电流变化为 vD和
6
0
VD
VDD Vm VDD VDD Vm
iD
v D
第 3章 二极管及其基本电路 由上看出，在交流小信号的作用小，工作电沿V-I特性曲线，在静态工作 点Q附近小范围被变化，此时可把二极管V-I 特性近似为以Q点为切点的 一条直线，斜率的倒数就是小信号模型的微变电阻，如图。
R
+ +
（1）理想模型电路如图(b)所示
当vI 0V时 二极管截止
D
VREF
vI
vo
vo vI 0
当vI 4V时 二极管导通
vo vREF 3V
(b)理想模型电路
R +
vo vREF 3V 恒压降模型电路如图(c)所示
+
当vI 6V时 二极管导通
D
当vI 0V时 二极管截止
求 vI 1和vI 2 的值不同组合情况下，输出电压vo 的值。
Vcc
5V
当vI 1和vI 2为0V或5V时，
D1
＋
4.7 k
vI 1
D1 D2
vo
vI 1
－
＋
D2
5V
＋
vI 2
vI 2
Vcc
vo
－
解： 当 vI 1 0V vI 2 5V
D1为正向偏置
30
D2的阴极电位为5V，阳极为0V，处于 反相偏置，故D2截止。
第 3章 二极管及其基本电路
4. 开关电路 在开关电路中，利用二极管的单向导电性以 接通或断开电路，这在数字电路中得到广泛的 应用。 在分析这种电路时，应当掌握一条基本原则， 即判断电路中的二极管处于导通状态还是截止 状态。
29
第 3章 二极管及其基本电路
例：二极管电路如图所示。利用二极管理想模型求解：
并联二极管上限幅电路
二极管并联上限幅电路波形关系
19
第 3章 二极管及其基本电路
Ｅ＝０V, 限幅电平为０V。 uｉ<０时二极管导通, uo＝０V； ui>０V, 二极管截止, uo＝uｉ。波形如图所示。
ui t
uo t
并联下限幅电路
20
第 3章 二极管及其基本电路
如果０＜Ｅ＜Um, 则限幅电平为＋Ｅ。 uｉ<Ｅ, 二极管导通, uo＝Ｅ。 uｉ>Ｅ, 二极管截止, uo＝uｉ；波形图如图 (ｂ)所示。
0
VD VDD
vD V
解：
iD
VDD vD 1 1 vD VDD R R R
(b)
2
第 3章 二极管及其基本电路
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. 理想模型 a. 伏安特性 b. 电路符号 理想特性 iD uD
O
实际特性
+
iD
uD
–
在正向偏置时，其管压降为0， 而当二极管处于反相偏置时，认 为它的电阻为无穷大，电流为零。 3
4. 小信号模型
iD
vD
在图中串联一个交流信号源 v s
当
v s＋
D
－
vs 0
电路处于静态工作状态 静态工作点Q（VD ，ID ）
+
VDD Vm R
v DD
VDD Vm R
iD m A
VDD R
当 vs Vm sin t
iD
ID
Q Q"
Q'
VDD vD 1 1 iD vD (VDD vs ) R R R
vD V
VDD Vm VDD VDD Vm
0
VD
iD I D iD vD VD vD
vo vD VD
ΔVI引起的 vo的波动很小
v D
输出电压可以保持基本稳定。V-I特性曲线越陡，微变电阻rd越小，稳定性 32 也越好。
第 3章 二极管及其基本电路
6. 小信号工作情况分析
限幅电路如图所示。改变Ｅ值就可改变限幅电平。
并联二极管上限幅电路
13
第 3章 二极管及其基本电路
Ｅ＝０V, 限幅电平为０V。uｉ＞０时二极管导通, uo＝０V.
并联二极管上限幅电路
二极管并联上限幅电路波形关系
14
第 3章 二极管及其基本电路
ui＜０V, 二极管截止, uo＝uｉ。
并联二极管上限幅电路
第 3章 二极管及其基本电路
3.4 二极管的基本电路及其分析方法
在电子技术中，二极管电路得到广泛的应用。本节重
点介绍采用简化模型，分析几种基本的二极管电路。
3.4.1 简单二极管电路的图解分析方法
二极管是一种非线性器件，因而其电路一般要采用非 线性电路的分析方法，相对来说比较复杂，因而图解分析 发则较简单，但是前提条件是已知二极管的V_I特性曲线。
第 3章 二极管及其基本电路
5. 低电压稳压电路
利用二极管的正向压降特性，可以获得较好的稳压性能。
VI
设低电压稳压电路如图。合理选取 电路参数，对于硅二极管，可以获 得输出电压近似等于0.7V，若采用 几只二极管串联，则可获得1V以上
iD
R
vD
＋
vo
D
－
的输出电压。
31
第 3章 二极管及其基本电路 R ＋
入电压相应变化；而当输入电压超出该范围时 , 输出电压
保持不变, 这就是限幅电路。 通常将输出电压uo开始不变的电压值称为限幅电平,当 输入电压高于限幅电平时 , 输出电压保持不变的限幅称为 上限幅；当输入电压低于限幅电平时 , 输出电压保持不变 的限幅称为下限幅。
12
第 3章 二极管及其基本电路
3
4
t
对于理想模型，
当vI VREF
vo vI
当vI VREF
vo V
vI
2
3.7 0
vo VREF 3V 波形如图(a)
3
4
t
对于恒压模型， 当vI VREF VD
vo vI
当vI VREF VD
vo VREF VD 3.28 7V