1.3二极管基本应用电路及其分析方法
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。
2024版《二极管》教案
收音机、电视机等接收设备中的解调部分。这些设备需要将接收到的调幅波解调为 音频信号或视频信号，以供后续电路处理。检波电路是实现这一功能的关键部分之 一。
14
04
二极管实验与测量技术
2024/1/26
15
二极管极性判别方法
观察法
通过查看二极管外观上的标识， 确定其正负极。通常，二极管上 会有明显的标记，如箭头、色环
正向特性
当二极管正向偏置时，随 着正向电压的增大，电流 迅速增大，呈现指数关系。
2024/1/26
反向特性
当二极管反向偏置时，反 向电流很小且基本保持不 变，称为反向饱和电流。
击穿特性
当反向电压增大到一定程 度时，反向电流急剧增大， 二极管发生击穿。
9
二极管主要参数及分类
主要参数
最大整流电流、最高反向工作电压、 反向电流、动态电阻等。
二极管的选择和使用 包括二极管的选用原则、使用注意事 项等。
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02
二极管基本原理与特性
2024/1/26
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二极管结构及工作原理
2024/1/26
二极管的基本结构
由半导体材料制成的PN结，具有 单向导电性。
工作原理
利用PN结两侧载流子的浓度差形 成扩散电流，实现电流的放大和控 制。
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二极管伏安特性曲线
2024/1/26
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06
知识拓展：新型二极管介绍
2024/1/26
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发光二极管（LED）原理及应用
发光原理
LED的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层， 称为PN结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的 形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。
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。
二极管及其基本电路
vD
nV T
指数 关系
D
当加反向电压时： v
vD<0，当|vD|>>|V T |时 e 则 iD IS
常数
nV T
1
4、PN结的反向击穿
二极管处于反向偏置时，在一定的电压范围内，流过 PN结的电流很小，但电压超过某一数值(反向击穿电压)时， 反向电流急剧增加，这种现象就称为PN结的反向击穿。
+4 +4 +4
+4
+3
+4
+4
+4
+4
自 由 电 子 空 穴 对
P型半导体的示意方法
空穴 受 主 离 子
－ － －
－ － －
－ － －
－ －
－
2.N型半导体
在硅（或锗）的晶体中掺入少量的五价元素杂质。(磷、锑)
硅原子
多余电子
+4
+4
+4
磷原子多余的电子易受 热激发而成为自由电子， 使磷原子成为不能移动的 正离子。 磷→施主杂质、N型杂质
正偏时，结电容较大，CJ≈CD 反偏时，结电容较小，CJ≈CB
§1.2 二极管
1.2.1 二极管的结构
PN 结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。
（Anode）
1、二极管的电路符号：
2、分类
（Kathode）
按结构分：点接触型，面接触型，平面型。
按用途分：整流二极管，检波二极管，稳压二极管，„„。 按材料分：硅二极管，锗二极管。
（3）PN结的V--I 特性及表达式
i D I S (e
vD
nV T
1)
vD ：PN结两端的外加电压
(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。
第一章二极管及其基本电路
PN结方程
iD I S ( e
v D / nVT
1)
PN结的伏安特性 非线性
其中： IS ——反向饱和电流
VT ——温度的电压当量 常温下（T=300K） kT VT 0.026V 26 mV q n —发射系数 vD —PN结两端的外加电压
v D / nVT i I e 近似 正向： D S 估算 反向： i I D S
1 掺杂性：在纯净的半导体中掺入某些杂质，导电能力明显改变。
§1.1 半导体的基本知识
电子器件中，用的最多的半导体材料是硅和锗。
Ge
Si
+4
通过一定的工艺过程，可以将半导体制成晶体。
2
二、本征半导体 本征半导体 — 完全纯净、结构完整的半导体晶体。
半导体的共价键结构
§1.1 半导体的基本知识
+4
⑴PN结加正向电压:P区接正，N区接负
变薄
－ － － － － + + + + +
＋
I ： 扩散电流 + + + + + － － － － － P区 N区
－ － － － － + + + + +
－
IF
外电场 小 内电场被削弱，多子的扩散加 结 强，形成较大的扩散电流I。 VF
16
内电场
3.PN结的单向导电性
b.恒压降模型
当二极管导通后，认 为其管压降vD=VON。 常取vD硅=VON=0.7V vD锗=VON=0.2V
适用
只有当二极管的电流iD近似 等于或大于1mA时才正确。
恒压降模型
应用较广泛。
二极管电路的分析方法
I2 = (UO VDD2) / R = (14.3 12) / 1 = 2.3 (mA) I1 = IO + I2 = 4.8 + 2.3 = 7.1 (mA)
第 1 章 半导体二极管
例 1.3.3 二极管构成“门”电路，设 V1、V2 均为 理想二极管，当输入电压 UA、UB 为低电压 0 V 和高电压 5 V 的不同组合时，求输出电压 UO 的值。
采用理想模型
理想 IO = VDD/ R = 10 / 2 = 5 (mA) 恒压降 UO = 10 0.7 = 9.3 (V)
IO = 9.3 / 2 = 4.65 (mA)
VDD 小， 采用恒压降模型
第 1 章 半导体二极管
例1.3.2 试求路中电流 I1、I2、IO 和输出电压 UO 的值。
第 1 章 半导体二极管
小结
理想二极管：
正偏导通，电压降为零，相当于开关合上； 反偏截止，电流为零，相当于开关断开。 当所加电压远大于二极管正向电压是，可看
成是理想二极管
恒压降模型：
正偏电压 UD(on) 时导通，等效为恒压源 否UD则(o截n)止；，相当于二极管支路断开。
当所加电压接近二极管正向电压时，可 看成恒压降模型
ui
AV1 V2
V3 BV4RL
uO
ui / V
15
O
t
ui
S1 A
S3 B
uO/ V
uO
15
S2 S4
O
t
ui
S1 A
S3 B
uO
若有条件，可 切换到 EWB 环境观 察桥式整流波形。
S2 S4
例 1.3.5 ui = 2 sin
R
模拟电子技术电子教案第一章半导体二极管及其电路分析教案
1.半导体二极管及其电路分析【重点】半导体特性、杂质半导体、PN结及其单向导电特性。
【难点】PN结形成及其单向导电特性。
1.1 半导体的基本知识1.1.1 半导体的基本知识（1）导电能力对温度的反应非常灵敏。
（2）导电能力受光照非常敏感。
（3）在纯净的半导体中掺入微量的杂质（指其他元素），它的导电能力会大大增强。
1.1.2 本征半导体纯净的半导体称为本征半导体，常用的本征半导体是硅和锗二晶体。
半导体有两种载流子，自由电子和空穴，如果从本征半导体引出两个电极并接上电源，此时带负电的自由电子指向电源正极作定向运动，形成电子电流，带正电的空穴将向电源负极作定向运动，形成空穴电流，而在外电路中的电流为电子电流和空穴电流之和。
1.1.3 杂质半导体1.N型半导体在硅晶体中掺入微量5价元素，如磷（或者砷、锑等），如图所示。
这种半导体导电主要靠电子，所以称为电子型半导体，简称N型半导本。
在N型半导体中，自由电子是多数载流子，而空穴2.P型半导体如果在硅晶体中，掺入少量的3价元素硼（铟、钾等），如图1-5所示。
这种半导体的导电主要靠空穴，因此称为空穴型半导体，有称P型半导体。
P型半导体的空穴是多数载流子，电子是少数载流子。
结论：N型半导体、P型半导体中的多子都是掺入杂质而造成的，尽管杂质含量很微，但它们对半导体的导电能力却有很大影响。
而它们的少数载流子是热运动产生的，尽管数量很少，但对温度非常敏感，对半导体的性能有很大影响。
1.1.4 PN结及其单向导电特性1.PN结的形成结论：在无外电场或其它因素激发时，PN结处于平衡状态，没有电流通过，空间电荷区是恒定的。
另外，在这个区域内，多子已扩散到对方并复合掉了，好像耗尽了一样，因此，空间电荷区又叫做耗尽层。
2.PN结单向导电性（1）正向特性当PN结外加正向电压（简称正偏），电源正极接P，负极接N，PN结处于导通状态，导电时电阻很小。
（2）反向特性当外加反向电压（简称反偏），电源正极接N，负极接P，PN结处于截止状态结论：PN结正偏时电路中有较大电流流过，呈现低电阻，PN结导通；PN结反偏时电路中电流很小，呈现高电阻，PN结截止，可见PN结具有单向导电性。
【高中物理】优质课件：二极管基本电路及其分析方法
rd
VT ID
26(mV ) ID (mA)
则
rd
1 gd
VT ID
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
（a）V-I特性 （b）电路模型
特别注意： ▪ 小信号模型中的微变电阻rd与静态工作点Q有关。 ▪ 该模型用于二极管处于正向偏置条件下，且vD>>VT 。
（a）V-I特性 （b）电路模型
（a）V-I特性 （b）电路模型
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
iD
1 R
vD
1 R
(VDD
vs
)
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。
例 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 。
解即：由iD电 路 R的1 vKDVL方R1 V程DD，是可一得条i斜D 率V为DD-R1/vRD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
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 将指数模型 iD IS(e分vD段VT线性1) 化，得到二极管特性的
等效模型。 （1）理想模型
（a）V-I特性 （b）代表符号 （c）正向偏置时的电路模型 （析方法
1.二极管V-I 特性的建模
（2）恒压降模型
（3）折线模型
高中物理
二极管基本电路及其分析方法
《模拟电子技术》教学大纲
《模拟电子技术》教学大纲一、课程概述模拟电子技术是通信专业、计算机专业的一门必修的技术基础课，也是一门培养基本技能的技术实践课程。
本课程介绍模拟电子技术基本知识和基本技能，并介绍电子学的最新发展。
这门课程的重点是培养和训练学生认知、分析电子线路的能力，掌握模拟电子技术的基本原理和实践能力，为学习后继课程和专业知识打下良好的理论基础和实践基础，并具有将电路分析理论和电子技术应用于本专业的一定能力。
本课程的先修课程是大学物理、高等数学、电路分析原理，后继课程是数字电路与逻辑设计。
二、课程目标1.知道半导体的导电机理和PN结的形成，理解PN结的单向导电性。
2.掌握二极管、三极管、场效应管的主要特点、工作原理和特性及其作用；熟悉管子的主要参数并学会合理选择和使用这些参数。
3.掌握二极管基本电路原理和分析方法，理解二极管的应用。
4.理解三极管基本放大电路的基本结构及其工作原理，掌握静态工作点的估算，掌握小信号模型分析方法，了解输入、输出电阻的概念。
理解射极输出器的基本特点和用途。
5.知道场效应管的特性和工作原理，掌握场效应管放大电路的结构及工作原理，掌握FET放大电路的小信号模型分析方法。
6.知道多级放大电路的耦合方式及其特点。
7.知道稳定静态工作点和提高电压放大倍数的方法，并能估算有关参数（静态工作点、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等）。
8.知道放大电路的频率特性，理解幅频特性的含义。
9.理解功率放大电路的结构特点，并能分析和计算功率电路。
了解集成功率器。
10.深刻理解反馈的概念，能判断反馈的类型并定性分析负反馈对放大器性能的影响。
11.理解直流放大器的特点，掌握差动放大器的电路结构及工作原理，并能估算简单电路的有关参数（差模放大倍数、差模输入电阻和输出电阻、共模放大倍数和共模抑制比）。
12.知道集成运算放大器的组成及其主要参数和电压传输特性。
理解理想运算放大器并掌握其基本分析方法。
13.知道集成运算放大器在数学运算方面的应用，熟悉信号处理电路的原理和结构特点。
二极管整流电路及检波电路分析方法
03
检波电路的原理与特性
检波电路的工作原理
检波电路通过将调幅信号转换 为调频信号，实现信号的解调 。
在检波过程中，检波电路利用 二极管的单向导电性，将调幅 信号中的调制信号提取出来。
检波电路通常由二极管、电阻 、电容等元件组成，通过适当 的元件参数设置，实现信号的 有效检波。
检波电路的类型
平衡检波电路
利用两个二极管反向并联，实现输入信号的平衡 输入和输出，提高检波效率。
峰值检波电路
通过检测输入信号的峰值，实现调制信号的提取 ，适用于包络信号的检波。
相干检波电路
利用相干信号进行解调，能够实现高精度、高稳 定性的信号解调。
检波电路的应用
在通信领域中，检波电路常用于 调幅信号的解调，提取出有用的
调制信号。
仿真法具有方便快捷、成本低廉的优点，可以模拟各种不同的输入信号和电路参数，观察电路在不同 条件下的性能表现。
实验法
实验法是通过实际搭建电路并测量其 性能参数来分析电路的性能。实验法 是最直接、最可靠的分析方法，但需 要一定的实验设备和时间。
实验法具有真实性强、可信度高的优 点，但实验结果受到实验条件和操作 人员的影响较大。
在半波整流电路中，当交流电的正半 周通过二极管时，电流通过负载并输 出直流电；在负半周时，二极管截止 ，负载无电流通过。
二极管整流电路的类型
半波整流电路
只有一个二极管，利用其 正向导通特性实现整流。
全波整流电路
使用两个二极管，将交流 电的正负半周都转换为直 流电。
桥式整流电路
使用四个二极管，将交流 电的正负半周都转换为直 流电，输出电压更稳定。
反向截止
当二极管的正极接负电压 ，负极接正电压时，二极 管截止，电流无法通过。
21三极管结构电流分配课件
理想二极管——即忽略正向导通压降和反向漏电流，将其视为一理想开关模型。
+
-
A
K
-
+
A
K
2
四、二极管电路的基本分析方法
1.3 半导体二极管
2．基本分析思路 已知电路图→ 判断二极管V的工作状态 →画出等效电路→求参数，或画波形。
【例题】：判断二极管V的工作状态，求输出电压UAO。设二极管为理想。
3
1.3 半导体二极管
——有源放大
4）放大的前提——输出信号失真要小；
放大电路的核心：半导体三极管 放大的实质：三极管的能量控制作用。
18
一、三极管的结构和符号 外形：
2.1 半导体三极管
制造材料——硅管、锗管
分类：
工作频率——高频管、低频管
功率——小功率管、中功率管、大功率管
用途——放大管、开关管
内部结构——NPN型、PNP型
25
二、三极管的工作原理
2.1 半导体三极管
1.放大条件 外加电源电压的极性必须满足： 发射结正向偏置，集电结反向偏置
c
N
b
P
N
e NPN：Vc>Vb>Ve
c
Rc
b
Rb
Ec
e
Eb
共发射极接法 思考：PNP管放大电路怎样连接？
26
2.1 半导体三极管
二、三极管的工作原理
2.电流分配关系 仿真实验电路
本章小结
16
第2章 三极管及其放大电路 为什么扩音机能放大声音？
第2章 三极管及其放大电路
直流电源
信 话筒号
源
放大电路 扩音机
扬负载声器
扩音机的工作过程
二极管PPT精选文档
效
相当于断路
电 等效电路
UD
路 模
+
｛ uD
－ 导通
iD
UD
截止
型
I（mA）
O UD
U（V）
34
1.4 3．折线模型
二 极 伏安关系
管
U > Uon，二极管导通，
的
管压降随电流变化
等 U < Uon，二极管截止，电流为0
效
相当于断路
电
路 模
rD
UD Uon ID
型
I（mA）
O Uon
U（V）
35
1.4 3．折线模型
管
Uab = ui
ui
｛ 的 ui > 0时， D导通，uo=ui
-
基 ui < 0时， D截止，uo=0
本
ui
应
o
ωt
用
uO
电
o
路
ωt
ab
D
+
R uO
-
1.3 三、限幅电路
二
极
D为硅管 ui＝5sinωtV，E＝2V
管 的
Uab = ui－E
基
(1) Uab = ui－E≥0.7时， ui/V
本 即ui≥2.7V，D导通，
二
nA量级 (硅)
极
μA量级(锗)
管 二极管伏安特性方程
及
IISa(teU/UT 1)
其
基
U T＝ kT q
k为玻耳兹曼常数，T为绝对温度，q为电子电量
本 特 在室温（27℃或300K）时UT≈26mV
性
23
1.2
半
3.反向击穿特性
03-02二极管电路图解分析方法
二极管电路图解分析方法
例 电路如图所示，已知二极管的伏安特性曲线、电源VDD和电阻R，信号源
vs =Vmsint，利用图解法求二极管两端电压vD和流过二极管的电流iD 。
（2）动态分析
输入交流信号：
画出电路的交流通路
������������
������������������ ������
交流输入，作图分析
二极管电路图解分析方法
二极管电路图解分析方法
图解分析是利用器件的伏安特性曲线和外电路的特性曲线， 通过作图的方法求解电路问题。
步骤： （1）静态分析。假设交流信号为0，得到直流通路。结合外电路的特
性曲线，得到静态工作点Q（ID，VD）。 （2）动态分析。直流电源置0，得到交流通路。在静态工作点基础上，
负载线
静态工作点
������
画�������=-
������ ������
������������
+
������������������ ������
������������
������������������
静态工作点 Q（������������，������������）
R
������d
������D 交流分量： ������d
vs
id vd
������d
交流通路
������D 交流分量：
������′ ������ ������′′
������d
������������������
������������
二极管电路图解分析方法
优点：直观，帮助理解电路参数对性能的影响； 缺点：有作图误差，某些参数无法求取； 前提：已知器件的实际伏安特性曲线。
二极管基本应用电路及其分析方法.
二、模型的选用
续
由该例可见： VDD 高时可采用理想模型
VDD 低时应采用恒压降模型
欲得更高计算精度，可采用二极管的折线模型
*自学
rD 称为二极管 的导通电阻
三、理想模型和恒压降模型应用举例
简化分析法
将电路中二极管用简化电路模型代替，利用所得到的简化电 路进行分析、求解。 分析步骤 (1) 判断二极管是导通还是截止？ 假设电路中二极管全部开路，分析其两端的电位。 理想二极管：若V>0，则管子导通；反之截止。 实际二极管：若V>VD(on)，管子导通；反之截止。 电路中存在多个二极管，则正偏电压大的优先导通。 (2) 将截止的二极管开路，导通的二极管用直流简化电路模型替 代，然后分析求解。 当VDD>>VD(on)，采用理想模型分析； 当VDD>VD(on)， 采用恒压降模型分析；
三、理想模型和恒压降模型应用举例
例1.3.2 试求图示硅二极管电路中电流 I1、I2、IO 和输出电压 UO 值
解：假设二极管断开 UP = 15 V RL P N R UN V DD2 R RL R L I2 1 k 15 V UO 3 3 k VDD1 12V 9V VDD2 31 12V UP N >0.7V，二极管导通， 等效为 0.7 V 的恒压源 UO= VDD1 UD(on)= （15 0.7）V = 14.3 V
二、模型的选用
当VDD = 2 V 时 ，采用理想模型分析法得 UO = VDD = 2 V IO = VDD / R = 2 V/ 2 kΩ = 1 mA 采用恒压降模型分析法得 UO = VDD – UD(on) =（ 2 0.7 ）V= 1.3 V IO = UO / R = 1.3 V/ 2 kΩ = 0.65 mA
二极管基本应用电路及其分析方法解读
当 u i > 2.7V 时，VD1管导通，
4.7V < u i < 2.7V 时， VD1管和
VD2管均截止，u O ＝ u i ； 当 u i < 4.7V 时，VD1管截止，
VD2管导通，u O ＝ 4.7V。 断开二极管，分析各二极管导通条件： VD1 VD2 VD1只能在u i > 2.7V 时导通； VD2只能在u i < 4.7V时导通； 当 4.7V < u + 2.7V - 时， 两管均截止 6V i<
0V 0V
5V 0V
0V
0V 5V 5V 0V
0V
0V
三、理想模型和恒压降模型应用举例
例1.3.4 下图所示的二极管电路中，设 VDA、VDB 均为理想二极 管，当输入电压 UA、UB 为低电压 0 V 和高电压 5 V 的不同组 合时，求输出电压 UO 的值。 解：
输入电压 UA UB 理想二极管 VDA VDB 正偏 正偏 导通 导通 正偏 反偏 导通 截止 反偏 正偏 截止 导通 正偏 正偏 导通 导通 输出 电压
ui
U Q ud
iD I Q id
IQ
工程中，静态分析通常采用估算法： UQ= UD(on) 动态分析通常采用小信号模型分析法
VDD U Q R
三、二极管电路的小信号模型分析法
iD / mA VDD/ R IQ iD / mA
id
Q
uD /V O
O
O
t
UQΒιβλιοθήκη VDDtui
0
VQ
VDD
uD/V
1.3.2 图解分析法和小信号模型分析法
一、二极管电路的直流图解分析
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解：
UD(on)
VDD IO R UO
VDD
IO R UO VDD IO R UO
当VDD = 2 V 时 ，采用理想模型分析法得 UO = VDD = 2 V
IO = VDD / R = 2 V/ 2 kΩ = 1 mA 采用恒压U降UO模O 型09分..73VV析法 7得.5%UIOO==UVOD/DR–UU=UOOD1(.o3n)V10=../（372VVk2Ω54=0%.07.6）5Vm=A1.3 V
三、理想模型和恒压降模型应用举例
例1.3.4 下图所示的二极管电路中，设 VDA、VDB 均为理想二极 管，当输入电压 UA、UB 为低电压 0 V 和高电压 5 V 的不同组 合时，求输出电压 UO 的值。
习惯画法
电路
三、理想模型和恒压降模型应用举例
例1.3.4 下图所示的二极管电路中，设 VDA、VDB 均为理想二极 管，当输入电压 UA、UB 为低电压 0 V 和高电压 5 V 的不同组 合时，求输出电压 UO 的值。
解：
输入电压 理想二极管 输出
UA UB
0V 0V
VDA 正偏 导通
VDB 正偏
导通
电压
0V
0V
0V 5V
正偏 导通
反偏 截止
0V
5V
三、理想模型和恒压降模型应用举例
例1.3.4 下图所示的二极管电路中，设 VDA、VDB 均为理想二极 管，当输入电压 UA、UB 为低电压 0 V 和高电压 5 V 的不同组 合时，求输出电压 UO 的值。
三、理想模型和恒压降模型应用举例
例1.3.2 试求图示硅二极管电路中电流 I1、I2、IO 和输出电压 UO 值
I1Βιβλιοθήκη IO解：假设二极管断开
15 V VDD1
PN I2
VDD2
R RL 1 k
3 k 12V
UO
UP = 15 V
UN
RL RL
R
VDD2
3 12V 9V 31
UP N >0.7V，二极管导通， 等效为 0.7 V 的恒压源
符号：
2. 恒压降模型
iD
O
uD UD(on)
等效电路
正偏电压 UD(on) 时导通，二极管等效为恒压源 UD(on) 否则截止，二极管等效为开路。
二、模型的选用
例1.3.1 硅二极管电路如图所示，R = 2 k，试用二极管理想模
型和恒压降模型求出 VDD = 2 V 和 VDD = 10 V 时 IO 和 UO 值。
解：
5V 5V
实现了与功能
输入电压 UA UB
0V 0V 0V 5V
5V 0V 5V 5V
理想二极管
VDA 正偏 导通 正偏 导通 反偏 截止 正偏 导通
VDB 正偏 导通
反偏 截止 正偏 导通 正偏 导通
输出 电压
0V
0V
0V 5V
例1.3.5 试分析下图所示的硅二极管电路: （1）画出电压传输特性曲线；
---
---
+++ ---
VD2管均截止，u O ＝ u i ；
当 u i < 4.7V 时，VD1管截止，
断 VD开1只二能极在管u，i >分V2析.D71V各时二导极V通管D2；导通条件V：D2管导通，u O ＝ 4.7V。 VD2只能在u i < 4.7V时导通； 当 4.7V < u+i <62V.7-V 时， 两管均截止
（2）已知u i＝10sin t (V)，画出u i 和u O的波形。
555...111kkkΩΩΩ
解： （1）分析电路工作情况
+++ uuuiiii
+ +-++VVV0DDDD.17111V
222VVV
_
-+--
VVV0.DD7DD22V22 444VVV
+++ uuuOOOO
当 u i > 2.7V 时，VD1管导通， VD2管截止，u O ＝ 2.7V ；当 4.7V < u i < 2.7V 时， VD1管和
当VDD =10 V 时， 采用理想模型分析法得 UO = 10V， IO =5 mA 采用恒压降模型分析法得UO = 9.3V， IO =4.65 mA
二、模型的选用 续
由该例可见： VDD 大时可采用理想模型 VDD 小时应采用恒压降模型
欲得更高计算精度，可采用二极管的折线模型
*自学
rD 称为二极管 的导通电阻
UO= VDD1 UD(on)= （15 0.7）V = 14.3 V
IO= UO / RL= 14.3 V/ 3 kΩ = 4.8mA I2 = (UO VDD2) / R = (14.3 12) V/ 1 kΩ = 2.3 mA
I1= IO + I2 = （4.8 + 2.3） mA = 7.1 mA
解：
输入电压 理想二极管 输出
UA UB
0V 0V
VDA 正偏 导通
VDB 正偏
导通
电压
0V
0V
0V
三、理想模型和恒压降模型应用举例
例1.3.4 下图所示的二极管电路中，设 VDA、VDB 均为理想二极 管，当输入电压 UA、UB 为低电压 0 V 和高电压 5 V 的不同组 合时，求输出电压 UO 的值。
1.3 二极管基本应用电路 及其分析方法
1.3.1 二极管的理想模型和恒压降模型 1.3.2 图解分析法和小信号模型分析法
1.3.1 二极管的理想模型和恒压降模型
一、理想模型和恒压降模型的建立 1. 理想模型
iD
理想二极管特性：
正偏时导通，uD = 0
O
uD 反偏时截止， iD = 0
U(BR)=
三、理想模型和恒压降模型应用举例
例1.3.2 试求图示硅二极管电路中电流 I1、I2、IO 和输出电压 UO 值
I1 0.7V
IO
15 V VDD1
PN
I2
VDD2
R 1 k
RL
3 k
UO
12V
解：假设二极管断开
UP = 15 V
UN
RL RL
R
VDD2
3 12V 9V 31
UP N >0.7V，二极管导通， 等效为 0.7 V 的恒压源
解：
输入电压 理想二极管 输出
UA UB
0V 0V
VDA 正偏 导通
VDB 正偏
导通
电压
0V
5V
0V 5V
正偏 导通
反偏 截止
0V
0V
5V 0V
反偏 正偏
截止 导通 0 V
三、理想模型和恒压降模型应用举例
例1.3.4 下图所示的二极管电路中，设 VDA、VDB 均为理想二极 管，当输入电压 UA、UB 为低电压 0 V 和高电压 5 V 的不同组 合时，求输出电压 UO 的值。
例1.3.5 解续
（2）画出电压传输特性曲线和 u I 和 u O 的波形如下图所示。
uo/V