二极管电路的分析方法
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IQ = (VDDV UQ) / R = 3.3 mA
2. 动态分析 rd = 26 / IQ = 26 / 3.3 8 ( )
ui
V1
V2
uO
ui < 0.7 V V1、V2 均截止
uO = ui
ui / V 2
O
uO/ V
0.7
O
0.7
ui 0.7 V
V2 导通 V１截 uO = 0.7 V
ui 止< 0.7 V
t
V1 导通 V2 截 uO = 0.7 V
思考止题:
t
V1、V2 支路各串联恒压源，
输出波形如何？(可切至 EWB )
15 V
VDD1
I1
PN
I2
VDD2
IO
R
1 kW
RL
3 kW
12V
解：假设二极管断开
UP = 15 V 3
UO UN13129(V) UP > UN二极管导通
等效为 0.7 V 的恒压源
UO = VDD1 UD(on)= 15 0.7 = 14.3 (V)
IO = UO / RL= 14.3 / 3 = 4.8 (mA)
[解] VDD = 2 V
理想模型
恒压降模型
理想 UO = VDD = 2 IO = VDD / R = 2 / 2 = 1 (mA)
恒压降 UVO = VDD – UD(on) = 2 0.7 = 1.3
(IVO) = UO / R = 1.3 / 2 = 0.65 (mA) VDD
大，
VDD = 10 V
rd = UT / IQ= 26 mV /
第 1 章 半导体二极管
三、微变等效电路分析法
C iD
R
ui
VDD
对于交流信号
电路可等效为
uD
ui
id R rd ud
例 1.3.6 ui = 5sin t (mV)，VDD= 4 V，R = 1 k ，求 iD 和 u[D解。] 1. 静态分析令 ui = 0，取 UQ 0.7
iD
符号及 等效模型
S
S
uD
实际电路中当二极管正向压降远小于和它串连的电压，反向 电流远小于和它并联时，认为二极管是理想的
二、二极管的折线近似
二极管特性折线模型
斜率1/
iD rD
UD(on)U
I uD
rD
U I
rD
UD(on)
二极管的恒压降模型
iD
uD = UD(uoDn) UD(on)
0.7 V (Si) 0.2 V (Ge)
UD(on)
忽略导通电压时二极管的折线模型
iD
rD
uD
第 1 章 半导体二极管
例 1.3.1 硅二极管，R = 2 k ，分别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 的
值。
UD(on)
VDD
IO
R UO VDD
IO
R UO
VDD IO R UO
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
二极管直流电阻 RD(mA)
R DU IQ Q0.7/50.1(4 kW )14(W 0
第 1 章 半导体二极管
二、交流图解法
电路C中含直流i和D 小信号交V流DD电/ mi源DA/时,斜二率极1管/rd中m含iDA/交、直流成分
R
R
id
ui
VDD
uD IQ
O
C 隔直流 通交流
O
当 ui = 0 时 iD = IQ
UQ= 0.7 V (硅)，0.2 V (锗) wt
Q
uD /V
UQ VD O
wt
D 当二极ui管1幅伏度安d较i特D小性时在，
ui Q点附rd近近d 似u D为Q 直线
IQVDDRUQ
设 ui = sin wt
iDIS(eu D /U T 1 )
Байду номын сангаас
1
IS
UQ
eUT
IQ
iDIQid
rd UT
UT
uDUQud
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
第 1 章 半导体二极管
t (V)，分析二极管的限幅作用。
ui 较小，宜采用恒压降模型
第 1 章 半导体二极管
1.3.2 图解法和微变等效电路法
一、二极管电路的直流图解分析
1.2 V
100
R iD VDD
uD = VDD iiDDR= f (uD)
iD / mA直流负载线
N
斜率 1/R
uD 12
I8Q
Q 静态工作点
4
M
0 0.3
斜率1/RD
0.6
UQ
0.9
1.2 uD / V
也可取 UQ = 0.7 V IQ= (VDD UQ) / R = 5
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。
A V1
输入电压 理想二极管 输出
B V2 Y
UA UB
V1
V2 电压
UA
R 3 kW
UB VDD
UO 12 V
0V 0V 0V 5V
正偏 导通
正偏 导通
0V
正偏 导通
反偏 截止
0V
5V 0V
反偏 正偏 截止 导通 0 V
5V 5V
正偏 导通
正偏 导通
5V
第 1 章 半导体二极管
例 1.3.4 画出硅二极管构成的桥式整流电路在 ui = 15sin t (V) 作用下输出 uO 的波形。(按理想模型)
第 1 章 半导体二极管
1.3 二极管电路的分析方法
1.3.1 理想二极管及二极管特性的折线近似 1.3.2 图解法和微变等效电路法
第 1 章 半导体二极管
1.3.1 理想二极管及二极管特性的折线近似 一、理想二极管
理想二极管： 正偏导通，uD = 0；反偏截止， iD = 0; U(BR) =
特性
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 试求电路中电流 I1、I2、IO 和输出电压 UO 的值。
2. 动态分析 rd = 26 / IQ = 26 / 3.3 8 ( )
ui
V1
V2
uO
ui < 0.7 V V1、V2 均截止
uO = ui
ui / V 2
O
uO/ V
0.7
O
0.7
ui 0.7 V
V2 导通 V１截 uO = 0.7 V
ui 止< 0.7 V
t
V1 导通 V2 截 uO = 0.7 V
思考止题:
t
V1、V2 支路各串联恒压源，
输出波形如何？(可切至 EWB )
15 V
VDD1
I1
PN
I2
VDD2
IO
R
1 kW
RL
3 kW
12V
解：假设二极管断开
UP = 15 V 3
UO UN13129(V) UP > UN二极管导通
等效为 0.7 V 的恒压源
UO = VDD1 UD(on)= 15 0.7 = 14.3 (V)
IO = UO / RL= 14.3 / 3 = 4.8 (mA)
[解] VDD = 2 V
理想模型
恒压降模型
理想 UO = VDD = 2 IO = VDD / R = 2 / 2 = 1 (mA)
恒压降 UVO = VDD – UD(on) = 2 0.7 = 1.3
(IVO) = UO / R = 1.3 / 2 = 0.65 (mA) VDD
大，
VDD = 10 V
rd = UT / IQ= 26 mV /
第 1 章 半导体二极管
三、微变等效电路分析法
C iD
R
ui
VDD
对于交流信号
电路可等效为
uD
ui
id R rd ud
例 1.3.6 ui = 5sin t (mV)，VDD= 4 V，R = 1 k ，求 iD 和 u[D解。] 1. 静态分析令 ui = 0，取 UQ 0.7
iD
符号及 等效模型
S
S
uD
实际电路中当二极管正向压降远小于和它串连的电压，反向 电流远小于和它并联时，认为二极管是理想的
二、二极管的折线近似
二极管特性折线模型
斜率1/
iD rD
UD(on)U
I uD
rD
U I
rD
UD(on)
二极管的恒压降模型
iD
uD = UD(uoDn) UD(on)
0.7 V (Si) 0.2 V (Ge)
UD(on)
忽略导通电压时二极管的折线模型
iD
rD
uD
第 1 章 半导体二极管
例 1.3.1 硅二极管，R = 2 k ，分别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 的
值。
UD(on)
VDD
IO
R UO VDD
IO
R UO
VDD IO R UO
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
二极管直流电阻 RD(mA)
R DU IQ Q0.7/50.1(4 kW )14(W 0
第 1 章 半导体二极管
二、交流图解法
电路C中含直流i和D 小信号交V流DD电/ mi源DA/时,斜二率极1管/rd中m含iDA/交、直流成分
R
R
id
ui
VDD
uD IQ
O
C 隔直流 通交流
O
当 ui = 0 时 iD = IQ
UQ= 0.7 V (硅)，0.2 V (锗) wt
Q
uD /V
UQ VD O
wt
D 当二极ui管1幅伏度安d较i特D小性时在，
ui Q点附rd近近d 似u D为Q 直线
IQVDDRUQ
设 ui = sin wt
iDIS(eu D /U T 1 )
Байду номын сангаас
1
IS
UQ
eUT
IQ
iDIQid
rd UT
UT
uDUQud
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
第 1 章 半导体二极管
t (V)，分析二极管的限幅作用。
ui 较小，宜采用恒压降模型
第 1 章 半导体二极管
1.3.2 图解法和微变等效电路法
一、二极管电路的直流图解分析
1.2 V
100
R iD VDD
uD = VDD iiDDR= f (uD)
iD / mA直流负载线
N
斜率 1/R
uD 12
I8Q
Q 静态工作点
4
M
0 0.3
斜率1/RD
0.6
UQ
0.9
1.2 uD / V
也可取 UQ = 0.7 V IQ= (VDD UQ) / R = 5
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。
A V1
输入电压 理想二极管 输出
B V2 Y
UA UB
V1
V2 电压
UA
R 3 kW
UB VDD
UO 12 V
0V 0V 0V 5V
正偏 导通
正偏 导通
0V
正偏 导通
反偏 截止
0V
5V 0V
反偏 正偏 截止 导通 0 V
5V 5V
正偏 导通
正偏 导通
5V
第 1 章 半导体二极管
例 1.3.4 画出硅二极管构成的桥式整流电路在 ui = 15sin t (V) 作用下输出 uO 的波形。(按理想模型)
第 1 章 半导体二极管
1.3 二极管电路的分析方法
1.3.1 理想二极管及二极管特性的折线近似 1.3.2 图解法和微变等效电路法
第 1 章 半导体二极管
1.3.1 理想二极管及二极管特性的折线近似 一、理想二极管
理想二极管： 正偏导通，uD = 0；反偏截止， iD = 0; U(BR) =
特性
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 试求电路中电流 I1、I2、IO 和输出电压 UO 的值。