二极管基本应用电路及其分析方法.
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
当VDD较高时，两种方法所得结果相差较小。
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
I1 0.7V IO
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
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。
2. 恒压降模型
iD
O U D(on)
uD 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。 UD(on) 解： VDD R UO VDD IO R UO VDD IO R UO IO 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 U O 0.7V =（ 2 54 % ）V= 1.3 V U = V – U 0.7 采用恒压降模型分析法得 O DD D(on) U O 0.7V UO 1.3V 7.5% IO = UO / R = 1.3 V/ 2 kΩ = 0.65 mA UO 9.3V 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
U O 0.7V 7.5% UO 9.3V
U O 0.7V 54% UO 1.3V
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
由此可见，当VDD较低时，两种方法所得结果相差较大；
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 符号：
uD
反偏时截止， iD = 0 U(BR)=
0V 0V
0V 5V
0V
0V 5V
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 输出 电压
0V 0V
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 输出 电压
0V 0Vຫໍສະໝຸດ 5V 0V0V0V 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
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 UA UB 理想二极管 VDA VDB 正偏 正偏 导通 导通 输出 电压
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
I1 0.7V IO
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
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。
2. 恒压降模型
iD
O U D(on)
uD 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。 UD(on) 解： VDD R UO VDD IO R UO VDD IO R UO IO 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 U O 0.7V =（ 2 54 % ）V= 1.3 V U = V – U 0.7 采用恒压降模型分析法得 O DD D(on) U O 0.7V UO 1.3V 7.5% IO = UO / R = 1.3 V/ 2 kΩ = 0.65 mA UO 9.3V 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
U O 0.7V 7.5% UO 9.3V
U O 0.7V 54% UO 1.3V
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
由此可见，当VDD较低时，两种方法所得结果相差较大；
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 符号：
uD
反偏时截止， iD = 0 U(BR)=
0V 0V
0V 5V
0V
0V 5V
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 输出 电压
0V 0V
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 输出 电压
0V 0Vຫໍສະໝຸດ 5V 0V0V0V 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
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 UA UB 理想二极管 VDA VDB 正偏 正偏 导通 导通 输出 电压