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二极管及其基本电路ppt课件

二极管及其基本电路ppt课件

精选PPT课件
2
§3.1半导体基本知识
半导体器件特点： 体积小、重量轻、使用寿命长、输入功率小、 功率转换效率高。
3.1.1 半导体材料：（Semiconductor materials)
10-3
导体
如金属等
半导体
10+9
绝缘体
ρ(Ω-cm )
如橡皮、塑料等
典型半导体：硅Si、精选锗PPGT课e件、砷化镓GaAs等
精选PPT课件
9
自由电子和空穴都称为载流子。
自由电子和空穴成对地产生的同时，又不断复合 在一定温度下，载流子的产生和复合达到动态平衡， 半导体中载流子便维持一定的数目。
注意：
1. 本征半导体中载流子数目极少，其导电性能很差； 2. 温度愈高， 载流子的数目愈多，半导体的导电性能 也就愈好。所以，温度对半导体器件性能影响很大。
11
3.1.4 杂质半导体 1. N型半导体
硅原子
多余电子
硅(锗) +磷 N型半导体
五价杂质原子只有四个 价电子能与周围四个半导体 原子中的价电子形成共价键
多余的一个价电子因 无共价键束缚而很容易形
Si Si
P
Si
成自由电子。 在N型半导体中自由电子是多数载流子，它主要由杂质原
子提供；空穴是少数载流子, 由热激发形成。 提供自由电子的五价杂质原子因带正电荷而成为正离子，
精选PPT课件
10
§3.1 半导体基本知识 3.1.4 杂质半导体
在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质， 可使半导体的导电性发生显著变化。
掺入的杂质主要是三价或五价元素。 掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。 N型半导体——掺入五价杂质元素（如磷） P型半导体——掺入三价杂质元素（如硼）

二极管电路分析方法PPT教案

二极管电路分析方法PPT教案
T2
单端输出
Avd1
vod1 vid
vorbe
双端输出
RC
RL + +
2 vod1
Avd 2
vod 2 vid
vod 2 2vid 2
(RC / /RL )
2rbe
Avd
vod vid
vod1 vid1
(RC
//
RL 2
)
rbe
总结：
vod
1、 单 端 输 出 增益为 共射增 益的一 半，双 端输出 增益为 共射增 益。
若RL开路，Av如何变化？
一、直流分析
Rb RC
VCC
Rs
+ Vs
-
第10页/共42页
++
T
+ vBE
vCE vo RL
-
-
-
1、画直流通路，计算静态工作点
IBQ
VCC VBEQ RB
(12 0.7)V 300k
37.7A
Rb RC
VCC
ICQ I BQ 40 37.7A 1.5mA
Rb1
VBQ
Rb2
I1 RC
ICQ
IBQ T
I2
Re
VBQ
VCC
Rb2 Rb1 Rb2
若 I1 I BQ
I CQ
I EQ
VBQ VBEQ Re
VBQ Re
VCEQ VCC ICQ (RC Re )
可以认为与温度无关。
第16页/共42页
2、动态性能分析
VCC ii
ib
Rb1 vi
Rs vs
+
Rb
RC
RL

二极管及应用PPT课件

二极管及应用PPT课件

NO.3 光电（光敏）二极管
1、符号
NO.3 光电（光敏）二极管
2、特性：将光信号转变成电信号 3、工作条件：加反向电压。工作在反向偏置状态（反向 截止区）。
NO.3 光电（光敏）二极管
4、主要参数： （1）最高工作电压 VRM：光电二极管在无光照条件下，反 向电流不超过 0.1 A 时所能承受的最高反向电压。VRM 越 大，管子性能越稳定。
6、两个稳压二极管串联 （1）U导通=0.7V，UZ1=6V，UZ2=8V。 ③两反
NO.2 稳压二极管
6、两个稳压二极管串联 （1）U导通=0.7V，UZ1=6V，UZ2=8V。 ④两正
NO.2 稳压二极管
7、两个稳压二极管并联 假设两个硅稳压二极管，VZ1的稳压值是6V，VZ2的稳压值是
8V，他们的导通压降均为0.7V。现将他们两并联，可以得到几种输 出电压值？
NO.2 稳压二极管
7、两个稳压二极管并联 （1）U导通=0.7V，UZ1=6V，UZ2=8V。 ①一正一反
NO.2 稳压二极管
7、两个稳压二极管并联 （1）U导通=0.7V，UZ1=6V，UZ2=8V。 ②一反一正
NO.2 稳压二极管
7、两个稳压二极管并联 （1）U导通=0.7V，UZ1=6V，UZ2=8V。 ③两反
8V，他们的导通压降均为0.7V。现将他们两串联，可以得到几种输 出电压值？
NO.2 稳压二极管
6、两个稳压二极管串联 （1）U导通=0.7V，UZ1=6V，UZ2=8V。 ①一正一反
NO.2 稳压二极管
6、两个稳压二极管串联 （1）U导通=0.7V，UZ1=6V，UZ2=8V。 ②一反一正
NO.2 稳压二极管
NO.4 变容二极管

24二极管基本电路

24二极管基本电路

采用理想模型
t
2.7V 0
10V



t
uo
采用恒压降模型
2.3.5二极管基本应用电路及分析方法
【例2.3】二极管限幅电路如图所示，求输出电压UAO。
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0.7V，所以，AO的电压值为-6.7V。
(1) 若 ui为4V的直流信号，分别采用理想模型、恒压降模型计算电流I和输出
电压uo
R
解：理想模型
+
I+
ui
uO
-
U RE F
-
恒压降模型
（2）如果ui为幅度±4V的交流三角波，波形如图（b）所示，分别采用理想 二极管模型和恒压降模型分析电路并画出相应的输出电压波形。
R
ui
+
I+
4V
2V
ui
uO
4.小信号模型
过Q点的切线可以等效成一
个微变电阻
即
rd

uD iD
根据 iD IS (euD /UT 1)
得Q点处的微变电导
（a）V-I特性 （b）电路模型
gd

diD duD
Q
IS vD /VT e Q
UT
iD UT
Q
ID UT
则
rd

1 gd
UT ID
常温下（T=300K）
uo
E
－
－
(a )上限 幅
＋
＋
VD
R
ui

模电课件第二章二极管及其放大电路

模电课件第二章二极管及其放大电路
模电课件第二章二极管及 其放大电路
CATALOGUE
目 录
• 二极管的基本知识 • 二极管电路分析 • 二极管放大电路 • 二极管电路的调试与故障排除 • 二极管的发展趋势与展望
01
CATALOGUE
二极管的基本知识
二极管的种类
硅二极管
硅二极管是最常用的二 极管类型，具有较低的 导通电压和较高的稳定
应用场景
共基放大电路在高频信号处理、振 荡器等领域应用较广。
04
CATALOGUE
二极管电路的调试与故障排除
调试方法
静态工作点的调试
通过调节偏置电阻，观察二极管的工作状态 ，确保其处于合适的静态工作点。
反馈电路的调试
检查反馈电路的元件参数，调整反馈电阻和 电容，使电路达到最佳的放大效果。
输入和输出信号的调整
正向偏置和反向偏置
当二极管的正极电压高于负极电压时 ，称为正向偏置；当二极管的负极电 压高于正极电压时，称为反向偏置。
二极管的应用
01
02
03
04
整流电路
利用二极管的单向导通性实现 交流电的整流，将交流电转换
为直流电通断控制。
稳压电路
利用齐纳二极管的反向击穿特 性实现电路的稳压。
信号放大
利用二极管的非线性特性实现 信号的放大和失真效果。
02
CATALOGUE
二极管电路分析
整流电路
整流电路
利用二极管的单向导电性，将交流电转换为直流电的电路 。
单相半波整流电路
只利用半个周期的交流电进行整流，输出电压平均值为输 入电压的一半。
单相全波整流电路
利用两个二极管交替导通和截止，将交流电转换为直流电 ，输出电压平均值为输入电压的0.9倍。

二极管PPT课件(完整版)

二极管PPT课件(完整版)

二极管反向击穿，两引脚之间内阻很小， 二极管无单向导电性，二极管损坏.
二极管主要参数
参数名称 符号
解说
是指二极管长时间正常工作下， 最大整流电流 Im 允许通过二极管的最大正向电流
值。
反向电流
是指二极管加上规定的反向偏置
Ico 电压情况下，同过二极管的反向 电流值。
最大反向工作 电压
Urm
二极管工作时承受最大的反向电
压，处于
R1
正向偏置
状态
I+
VD1
E1
-
R1
二极 管导
通通
路
I
VD1
二极管导通的条件：
正向偏置电压; 正向偏置电压大到一定程度，对于硅管 而言0.7V，对于锗管而言为0.2V。
二极管截止状态工作原理
如果给二极管正极加的电压低于负极加的电压，称为二极
管的反向偏置电压。给二极管加反向偏置电压后，二极管截止， 二极管两引脚间电阻很大，相当于开路。如图所示，只要是反 向电压二极管就没有电流流动，如果反向电压过大，二极管会 击穿，电流从负极流向正极，说明二极管已经损坏。
极管的正极，红表笔接二极管的负极，此
时表针应向右偏转一个很大的角度，所指
示阻值较小。此时阻值越小越好。
测量正向电阻
解说
几十到几KΩ
说明二极管正向电阻正常。
正向电阻为零或远小于几 欧姆
说明二极管已经击穿。
几百KΩ
正向电阻很大，说明二极管已经开路。
几十KΩ
二极管正向电阻较大，正向特性不好。
测量时表针不稳定二极管Fra bibliotek极为R1
负电压，反向
偏置状态
E1
VD1
E1

二极管PPT课件

二极管PPT课件

二极管的单向导电性
综上所述，二极管加正向电压大 于死区电压时才会导通，加反向电压 时管子处于截止状态，这一特性称为 二极管的单向导电性。
第13页/共21页
[例1.1] 图1-3所示电路中，当开关S闭合后，H1、H2两个指 示解 ：灯 ，由哪电 路一图个可可知能，发开光关 S？闭 合 后 ， 只 有 二 极 管 V 1 正 极 电 位 高 于 负 极 电 位 ，
(b)面接触型
结面积大、正向电流大、结 电容大，用于大电流整流电路。
金属触丝 N型锗片
阳极引线
阴极引线
( a ) 点接触型 外壳
铝合金小球 阳极引线
N型硅
PN结 金锑合金
底座
阴极引线 ( b ) 面接触型
第8页/共21页
(c) 平面型
用于集成电路制作工艺中。 PN结结面积可大可小，用于高频整 流和开关电路中。
1、半导体的特点：
（1）半导体的导电能力介于导体与绝缘体之间 。 （2）半导体受外界光和热的刺激时，其导电能力将会有显著变化。 （3）在纯净半导体中，加入微量的杂质，其导电能力会急剧增强 。
半导体中两种携带电荷粒子： （1）空穴（带正电荷） （2）自由电子（带负电荷）
载流子
第1页/共21页
2、Ｐ型半导体和Ｎ型半导体
即处于正向导通状态，所以H1指示灯发光。
图1-3 [例1.1]电路图
第14页/共21页
4. 晶体二极管的主要参数
（1）最大整流电流IFM
指管子长期运行时，允许通过的最大直流电流。
（2）反向击穿电压UBR
指管子反向击穿时的电压值。
（3）最高反向工作电压URM
二极管正常工作时允许承受的最高反向电压 （约为UBR的一半）。

二极管基本电路及其分析方法 ppt课件

二极管基本电路及其分析方法 ppt课件

VD
(DmA)
R6

15 R3 R4
R4

3.5V
VA VB 二极管截止
R4
R2
ppt课件
15
1) 整流电路
例3.4.2
2 工作波形
P _ vD + N
vs
2U
+
D
+
O
vs _
R vO
_
vo
2U
1 工作原理
O
D断开 ，VP＝VS，VN = 0
vD
vS＞0(正半周)，即VP>VN，D通，v0 = vs O vS＜0(负半周)，即VN>VP，D止， v0 = 0 2U
uD
电路模型
S
S
ppt课件
6
2）恒压降模型 ：信号幅度远大于二极管压降
二极管导通后,其管压降认为是恒定的,且不 随电流而变化,典型值是 0.7V。不过，这只有当二 极管的电流iD近似等于或大于1mA时才正确。
iD
电路模型
+ vD
_
vD
0.7V
0.7V
iD
ppt课件
7
3) 折线模型 ：信号幅度不能远大于二极管压降
3.4 二极管基本电路及其分析方法
3.4.1 简单二极管电路的图解分析方法 3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法
ppt课件
1
3.4.1 简单二极管电路的图解分析方法
二极管是一种非线性器件，因而其电路一 般要采用非线性电路的分析方法，相对来说比 较复杂，而图解分析法则较简单，但前提条件
是已知二极管的V -I 特性曲线。
二极管的管压降不
iD
是恒定的，而是随着通

二极管整流电路及检波电路分析方法

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。

二极管电阻的与门和或门电路演示文稿

二极管电阻的与门和或门电路演示文稿
（4）CMOS电路的功耗很小，一般小于1 mW/门； （5）因CMOS电路有极高的输入阻抗，故其扇出系数很大，可达50。
第40页，共47页。
3 ．CMOS三态门
工作原理：
当EN=0时，TP2和TN2同时导通，为正常的非门，输出
当EN=1时，TP2和TN2同时截止，输出为高阻状态。
所以，这是一个低电平有效的三态门。
LA
第41页，共47页。
4 ．CMOS传输门
工作原理：（设两管的开启电压VTN=|VTP|）
（1）当C接高电平VDD， 接低C 电平0V时，若Vi在0V～VDD的范围变化，至少有一管 导通，相当于一闭合开关，将输入传到输出，即Vo=Vi。
（2）或非门
第38页，共47页。
（3）带缓冲级的门电路
为了稳定输出高低电平，可在输入输出端分别加反相器作缓冲级。 下图所示为带缓冲级的二输入端与非门电路。
L=
A B AB
第39页，共47页。
2．CMOS异或门电路
由两级组成，前级为或非门，输出为
后级为与或非门，经过逻辑变换，可得：
X AB
L AB X AB A B AB AB A B
实现了与非门的逻辑功能的另一方面： 输入有低电平时，输出为高电平。
综合上述两种情况，
该电路满足与非的
逻辑功能，即：
L ABC
第11页，共47页。
二、TTL与非门的开关速度
1．TTL与非门提高工作速度的原理 （1）采用多发射极三极管加快了存储电荷的消散过程。
第12页，共47页。
（2）采用了推拉式输出级，输出阻抗比较小，可迅速给负载电容充放电。
5．74LS系列——为低功耗肖特基系列。 6．74AS系列——为先进肖特基系列， 它是74S系列的后继产品。 7．74ALS系列——为先进低 功耗肖特基系列， 是74LS系列的后继产品。
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14
第 3章 二极管及其基本电路
ui＜０V, 二极管截止, uo＝uｉ。
uD
O
–
29.08.2019
在正向偏置时，其管压降为0， 而当二极管处于反相偏置时，认 为它的电阻为无穷大，电流为零。
3
第 3章 二极管及其基本电路
3.4.2 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
2. 恒压降模型
当二极管导通后，其管压降认 为是恒定的，且不随电流而变， 典型值为0.7V(硅管）。
VD 0V IDVDD /R1mA
恒压模型
VD 0.7V（硅二极管典型值） i D V D D
V DD iD
iD
ID(V D D V D )/R 0 .9m 3 A
+
+
折线模型
Vth 0.5V（硅二极管典型值） 设 rD0.2k
D VD

D
V th
rD
IDVD RD rVDth0.93m 1 AV D V th ID rD0 .6V 9
和
D6
D
v D
第 3章 二极管及其基本电路
由上看出，在交流小信号的作用小，工作电沿V-I特性曲线，在静态工作 点Q附近小范围被变化，此时可把二极管V-I 特性近似为以Q点为切点的 一条直线，斜率的倒数就是小信号模型的微变电阻，如图。
即
rd

vD iD
根据 iDIS(evD/VT1)
得Q点处的微变电导
gd

di D dv D
Q
IS evD /VT VT
Q

ID VT
则
rd
1 gd

VT ID
常温下（T=300K）
rd
VT ID

26(mV) ID(mA)
29.08.2019
7
第 3章 二极管及其基本电路
2. 应用举例
二极管的应用是主要利用它的单向导电性，主要应用于 整流、限幅、保护等等。
R
+-
(a)
解：
29.08.2019
vDD
0
VD
iDVDR D vDR 1vDR 1VDD
V DD vD V
(b)
2
第 3章 二极管及其基本电路
3.4.2 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
1. 理想模型 a. 伏安特性
b. 电路符号
+
uD
iD
理想特性
iD
实际特性
29.08.2019
4
第 3章 二极管及其基本电路
3.4.2 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
3. 折线模型
为了较真实地描述二极管
V-I特性，在恒压降模型的基
础上，做一定的修正，即认为
二极管的管压降不是恒定的，
而是随着通过二极管电流的增
加而增加，所以在模型中用一
个电池的电压选定为二极管的
第 3章 二极管及其基本电路
3.4 二极管的基本电路及其分析方法
在电子技术中，二极管电路得到广泛的应用。本节重 点介绍采用简化模型，分析几种基本的二极管电路。
3.4.1 简单二极管电路的图解分析方法
二极管是一种非线性器件，因而其电路一般要采用非 线性电路的分析方法，相对来说比较复杂，因而图解分析 发则较简单，但是前提条件是已知二极管的V_I特性曲线。
解：由于Vs的值有正有负，当Vs为正半周时，二极管正向偏置，此
时二极管导通，Vo=Vs.
当Vs为负半周时，二极管反向偏置，此时二极管截止，Vo=0。
v 该电路称为半波整流电路。
i
t
vs
RL
vO vo
t
29.08.二2019极管半波整流
9
第 3章 二极管及其基本电路
正弦波信号原来是双方向的，现在经过二极管这个电路输 出变成单方向的，而且这个电方向取的是输入一半的波形， 所以叫做半波整流电路
电路处于静态工作状态
静态工作点Q（VD ，ID ）
当 vs Vmsint
iD V DR D vDቤተ መጻሕፍቲ ባይዱR 1vD R 1(V D D vs)
Q"
290.08.2019 V D
vD V 工作点将在 Q ' 和 Q " 之间移动。
v i VDDVm VDD VDDVm 二极管电压和电流变化为
二极管：死区电压=0 .5V，正向压降0.7V(硅二极管) 理想二极管：死区电压=0 ，正向压降=0
二极管的应用举例1：二极管半波整流（利用二极管的单项导 电性 ）
29.08.2019
8
第 3章 二极管及其基本电路
1） 整流电路
例1：二极管基本点路如图所示，已知Vs为正弦波。利用 二极管理想模型，绘出Vo的波形。
29.08.2019
12
第 3章 二极管及其基本电路
限幅电路如图所示。改变Ｅ值就可改变限幅电平。
并联二极管上限幅电路
29.08.2019
13
第 3章 二极管及其基本电路
Ｅ＝０V, 限幅电平为０V。uｉ＞０时二极管导通, uo＝０V.
并联二极管上限幅电路
29.08.2019
二极管并联上限幅电路波形关系
V DD
+ D
29.08.2019
11
第 3章 二极管及其基本电路
3. 限幅电路
当输入信号电压在一定范围内变化时, 输出电压随输 入电压相应变化；而当输入电压超出该范围时, 输出电压 保持不变, 这就是限幅电路。
通常将输出电压uo开始不变的电压值称为限幅电平,当
输入电压高于限幅电平时,输出电压保持不变的限幅称为 上限幅；当输入电压低于限幅电平时,输出电压保持不变 的限幅称为下限幅。
门坎电压Vth约为0.5V（硅管）。
29.08.2019
5
第 3章 二极管及其基本电路
3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法
4. 小信号模型
iD
vD
在图中串联一个交流信号源 v s
v s＋ －
iD mA
V DD R
iD I D
D
+vDD
VDD Vm R
VDD Vm R
Q' Q
当 vs 0
ui
t
uo
t
这个电路有什么用处？这是后面要介绍的直流稳压电源里 面的一部分电路，我们知道直流电源输入都是220V，要变成 直2流9.0第8.20一19 步就要把双方向的变成单方向的，这就是整流的过10 程。
第 3章 二极管及其基本电路
2. 二极管的静态工作情况分析
（1）VDD=10V 时 （R=10k） 理想模型
29.08.2019
1
第 3章 二极管及其基本电路
例:二极管电路如图（a）所示，设二极管的V-I特性曲线如图
（b）所示。已知电源vDD和电阻R，求二极管两端电压vD和流 过二极管的电流iD。
iD
vD
D
iD mA
V DD R
ID
静态工作点Q(VD ，ID )
二极管V-I 特性曲线
Q
斜率为 1 的负载线