二极管及其简化模型 & 二极管基本电路

二极管及其简化模型

二极管

(1) 点接触型二极管

PN结面积小，结电容小，用于检波和变频等高频电路。

(2) 面接触型二极管

PN结面积大，用于工频大电流整流电路。

二极管的I-V特性

二极管的主要参数

最大整流电流IF

反向击穿电压VBR

反向电流IR

极间电容Cd

反向恢复时间TRR

二极管模型

将指数模型 分段线性化，得到二极管特性的等效模型

1. 理想模型

2. 恒压降模型

3. 折线模型

4. 小信号模型

二极管上的电压（或二极管中电流）仅在一较小范围内发生变化时所建立的模型称为小信号模型

将二极管I−V特性近似为以Q点为切点的一条直线，其斜率的倒数就是小信号模型的微变电阻rd

4. 小信号模型

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 。

符号中大小写的含义：

大写字母大写下标：静态值（直流），如，IB

小写字母大写下标：总量（直流+交流），如，iB

小写字母小写下标：瞬时值（交流），如，ib

‘二极管及其简化模型’  小结：

●  常 用 I‐V 特性来描述二极管的电流电压关系，其理论表达式常称为指数模型。该模型不包括 PN 结反向击穿时的电流电压关系。

●  二极管的主要参数有最大整流电流、最高反向工作电压和反向击穿电压等。

在高频电路中，还要注意它的结电容、反向恢复时间及最高工作频率。

●  由于二极管是非线性器件，所以通常采用二极管的简化模型来分析设计二极管电路。这些模型主要有理想模型、恒压降模型、折线模型、小信号模型等。在分析电路的静态或大信号情况时，根据输入信号的大小，选用不同的模型；只有当正向电压在某一小范围内变化，或信号很微小且叠加一静态偏置时，才采用小信号模型。指数模型主要在计算机仿真模型中使用。

二极管基本电路

整流电路

1. 半波整流

二极管采用理想模型时，负载上的平均电压

二极管中的整流电流

二极管承受的最大反向电压

采用恒压降模型时

2. 桥式整流

二极管采用理想模型时，负载上的平均电压

二极管中的整流电流

二极管承受的最大反向电压

限幅电路

开关电路

电路如图所示，求AO的电压值

解： 先断开D，以O为基准电位，

即O点为0V

则接D阳极的电位为-6V，接阴极的电位为-12V。

阳极电位高于阴极电位，D接入时正向导通

导通后，D的压降等于零，即A点的电位就是D阳极的电位。所以，AO的电压值为-6V

小信号模型应用

叠加原理应用

小信号线性化模型应用

小信号等效电路

图解分析法

加入小信号激励源后，求二极管电压、电流的变化

Q点称为静态工作点 ，反映直流时的工作状态。

‘二极管基本电路’  小结：

●  整流电路、限幅电路和开关电路是二极管基本应用电路，这些电路都是利用二极管单向导电性进行工作的。电路设计时，需根据二极管所承受的电压和电

流，选用合适的二极管。

●  在小信号应用电路中，要注意静态和动态的概念，以及小信号模型参数的求解方法。

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