二極管及其簡化模型
二極管
(1) 點接觸型二極管
PN結面積小，結電容小，用於檢波和變頻等高頻電路。
(2) 面接觸型二極管
PN結面積大，用於工頻大電流整流電路。
二極管的I-V特性
二極管的主要參數
最大整流電流IF
反向擊穿電壓VBR
反向電流IR
極間電容Cd
反向恢復時間TRR
二極管模型
將指數模型 分段線性化，得到二極管特性的等效模型
1. 理想模型
2. 恆壓降模型
3. 折線模型
4. 小信號模型
二極管上的電壓（或二極管中電流）僅在一較小範圍內發生變化時所建立的模型稱爲小信號模型
將二極管I−V特性近似爲以Q點爲切點的一條直線，其斜率的倒數就是小信號模型的微變電阻rd
4. 小信號模型
特別注意：
小信號模型中的微變電阻rd與靜態工作點Q有關。
該模型用於二極管處於正向偏置條件下，且vD>>VT 。
符號中大小寫的含義：
大寫字母大寫下標：靜態值（直流），如，IB
小寫字母大寫下標：總量（直流+交流），如，iB
小寫字母小寫下標：瞬時值（交流），如，ib
‘二極管及其簡化模型’ 小結：
● 常 用 I‐V 特性來描述二極管的電流電壓關係，其理論表達式常稱爲指數模型。該模型不包括 PN 結反向擊穿時的電流電壓關係。
● 二極管的主要參數有最大整流電流、最高反向工作電壓和反向擊穿電壓等。
在高頻電路中，還要注意它的結電容、反向恢復時間及最高工作頻率。
● 由於二極管是非線性器件，所以通常採用二極管的簡化模型來分析設計二極管電路。這些模型主要有理想模型、恆壓降模型、折線模型、小信號模型等。在分析電路的靜態或大信號情況時，根據輸入信號的大小，選用不同的模型；只有當正向電壓在某一小範圍內變化，或信號很微小且疊加一靜態偏置時，才採用小信號模型。指數模型主要在計算機仿真模型中使用。
二極管基本電路
整流電路
1. 半波整流
二極管採用理想模型時，負載上的平均電壓
二極管中的整流電流
二極管承受的最大反向電壓
採用恆壓降模型時
2. 橋式整流
二極管採用理想模型時，負載上的平均電壓
二極管中的整流電流
二極管承受的最大反向電壓
限幅電路
開關電路
電路如圖所示，求AO的電壓值
解： 先斷開D，以O爲基準電位，
即O點爲0V
則接D陽極的電位爲-6V，接陰極的電位爲-12V。
陽極電位高於陰極電位，D接入時正向導通
導通後，D的壓降等於零，即A點的電位就是D陽極的電位。所以，AO的電壓值爲-6V
小信號模型應用
疊加原理應用
小信號線性化模型應用
小信號等效電路
圖解分析法
加入小信號激勵源後，求二極管電壓、電流的變化
Q點稱爲靜態工作點 ，反映直流時的工作狀態。
‘二極管基本電路’ 小結：
● 整流電路、限幅電路和開關電路是二極管基本應用電路，這些電路都是利用二極管單向導電性進行工作的。電路設計時，需根據二極管所承受的電壓和電
流，選用合適的二極管。
● 在小信號應用電路中，要注意靜態和動態的概念，以及小信號模型參數的求解方法。
NUM462
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