二极管基本电路及其分析方法
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二极管基本电路与分析方法二极管是一种最简单的半导体器件,具有只能单向导电的特点。
在电子电路中,二极管通常用于整流、限流、调制和混频等功能。
本文将介绍二极管的基本电路和分析方法。
一、二极管基本电路1.正向偏置电路正向偏置电路是将二极管的P端连接到正电压,N端连接到负电压的电路。
这种电路可以使二极管处于导通状态,实现电流流动。
2.逆向偏置电路逆向偏置电路是将二极管的P端连接到负电压,N端连接到正电压的电路。
这种电路可以使二极管处于截止状态,即不导电。
二、二极管分析方法1.静态分析静态分析是指在稳态条件下分析二极管的工作状态。
在正向偏置电路中,如果二极管被接入电路且正向电压大于二极管的正向压降时,二极管处于导通状态;反之,二极管处于截止状态。
在逆向偏置电路中,无论接入电路与否,二极管都处于截止状态。
2.动态分析动态分析是指在变化条件下分析二极管的工作状态。
例如,当正向电压瞬时增加时,二极管可能处于导通状态。
此时,需要考虑二极管的导通压降和电流变化情况。
三、常见二极管电路1.整流电路整流电路是将交流信号转换为直流信号的电路。
常见的整流电路有半波整流电路和全波整流电路。
半波整流电路只利用了交流信号的一半,而全波整流电路则利用了交流信号的全部。
整流电路中的二极管起到了只允许电流在一个方向上流动的作用。
2.限流电路限流电路是通过限制电流的大小来保护其他元件不受损坏的电路。
常见的限流电路有稳压二极管电路和过载保护电路。
稳压二极管电路利用二极管的电流-电压特性,使得二极管具有稳定的电流输出能力;过载保护电路则通过限制电流大小来保护负载电路。
3.调制电路调制电路是将低频信息信号调制到高频载波信号上的电路。
常见的调制电路有调幅电路和调频电路。
在调制电路中,二极管起到了快速改变电流或电压的作用,实现信号的调制效果。
4.混频电路混频电路是将两个不同频率的信号进行混合,得到新的频率信号的电路。
在混频电路中,二极管可以起到信号选择和调谐的作用,实现频率混合。
二极管电路的状态分析方法王 萍晶体二极管的判别和计算是《电子线路板》课程教学的重点和难点。
在江苏省普通高校单独招生统一考试中频频出现,掌握好二极管状态的分析对于以后的整流电路、限流电路的学习至关重要,很多教科书及教学辅导书上阐述了多种求解方法,根据学生的认知情况,结合本人多年的教学经验总结以下两种分析方法最为简便。
一、单个二极管判别方法——电位判别法电位法是最常用的一种方法,它是将二极管从电路中断开,利用求解二极管两端的电位,根据电位的大小判定二极管导通还是截止的方法。
它的分析步骤如下:1.先将电路中二极管断开2.计算二极管两端的电位3.比较电位大小。
若二极管加正向偏置电压,二极管导通;若二极管加反向偏置电压,二极管截止。
例1(陈其纯主编的《电子线路》教材17页第7题)如图所示,V 为理想二极管,试判断二极管是导通还是截止,并求出A 、B 两端的电位V AB 。
解:(1).将二极管从电路中断开(2).计算二极管两端的电位,由于电路没有闭合则VA =12V ,V C =6V(3).比较电位的大小V A >V C ,所以二极管截止。
电路中没有电流流过,因此V AB =12V 。
复杂电路也是如此,如例2判断二极管的工作状态。
解:(1).将二极管从电路中断开(2).计算二极管两端的电位。
VA =1151014010=⨯+V V AC =1102182=⨯+V V C =5.2155255=⨯+V ∵ V BC =V B -V C∴ V B =V BC +V C =3.5V(3).比较电位的大小 V A <V B ,因此二极管截止。
二、两个或两个以上二极管判别方法——优先导通法㈠ 两个二极管电路的状态分析:优先导通法的前提是电路给定的状态是正常工作状态,而不是通电后造成事故(二极管击穿或烧毁),它是以每个二极管单独工作时求出其它二极管两端电压,利用此电压去分析其它二极管的安全性。
1.假定一个二极管优先导通2.求出其它二极管两端的电压3.分析其它二极管的安全性,导通时二极管两端的电压。
二极管整流电路详尽分析二极管整流电路是一种能将交流电转化为直流电的重要电路。
它由一个二极管和一个负载电阻组成,二极管用来选择只允许电流沿一个方向流动,从而实现交流电的整流。
二极管整流电路常用于电源电路、通信电路、电子设备等各种电路中。
在二极管整流电路中,有两种基本的整流方式:半波整流和全波整流。
半波整流是一种简单且常用的整流方式。
它基于二极管只允许电流沿一个方向流动的特性,将交流信号的负半周通过二极管导通,而正半周则由于二极管的正向截止而无法通过。
当交流信号的正半周通过二极管截止时,负半周通过二极管导通,并通过负载电阻R加载。
这样,负载电阻两端的电压就是输入交流信号负半周的幅值。
全波整流是一种更高效的整流方式。
它采用两个二极管和一个中心引地配置的变压器。
通过变压器将交流信号降压,然后分别通过两个二极管进行整流。
当交流信号的正半周导通时,其中一个二极管导通并通过负载电阻加载;而当交流信号的负半周导通时,另一个二极管导通并通过负载电阻加载。
这样,负载电阻两端的电压就是输入交流信号的幅值。
对于半波整流电路和全波整流电路,有一些值得注意的问题需要考虑。
首先是二极管的选择问题。
在选择二极管时,需要根据电路的要求选择合适的二极管,考虑其最大允许电流、正向压降和导通损失等因素。
另外,为了提高整流电路的效率和稳定性,还可以采用电容滤波器来消除整流波形中的纹波,并增加稳压电路来稳定负载电压。
在实际应用中,二极管整流电路还可以扩展为桥式整流电路,用于更高功率的电源电路。
桥式整流电路采用四个二极管进行整流,能够实现更高的整流效率。
它可以看作是半波整流和全波整流的结合,能够将交流信号的两个半周都转化为直流信号。
总之,二极管整流电路是一种简单、实用的电路,能够将交流电转化为直流电,对于各种电子设备和电源电路具有重要的应用价值。
在实际设计和应用中,需要综合考虑电路的各种要求,并选择合适的元器件和附加电路来提高整流电路的效率和稳定性。
二极管的七种应用电路及详解杨江凯2019年10月2日许多初学者对二极管很“熟悉”,提起二极管的特性可以脱口而出它的单向导电特性,说到它在电路中的应用第一反应是整流,对二极管的其他特性和应用了解不多,认识上也认为掌握了二极管的单向导电特性,就能分析二极管参与的各种电路,实际上这样的想法是错误的,而且在某种程度上是害了自己,因为这种定向思维影响了对各种二极管电路工作原理的分析,许多二极管电路无法用单向导电特性来解释其工作原理。
二极管除单向导电特性外,还有许多特性,很多的电路中并不是利用单向导电特性就能分析二极管所构成电路的工作原理,而需要掌握二极管更多的特性才能正确分析这些电路,例如二极管构成的简易直流稳压电路,二极管构成的温度补偿电路等。
一、二极管简易直流稳压电路及故障处理二极管简易稳压电路主要用于一些局部的直流电压供给电路中,由于电路简单,成本低,所以应用比较广泛。
二极管简易稳压电路中主要利用二极管的管压降基本不变特性。
二极管的管压降特性:二极管导通后其管压降基本不变,对硅二极管而言这一管压降是0.6V左右,对锗二极管而言是0.2V左右。
如图9-40所示是由普通3只二极管构成的简易直流稳压电路。
电路中的VD1、VD2和VD3是普通二极管,它们串联起来后构成一个简易直流电压稳压电路。
图9-40 3只普通二极管构成的简易直流稳压电路1.电路分析思路说明分析一个从没有见过的电路工作原理是困难的,对基础知识不全面的初学者而言就更加困难了。
关于这一电路的分析思路主要说明如下。
(1)从电路中可以看出3只二极管串联,根据串联电路特性可知,这3只二极管如果导通会同时导通,如果截止会同时截止。
(2)根据二极管是否导通的判断原则分析,在二极管的正极接有比负极高得多的电压,无论是直流还是交流的电压,此时二极管均处于导通状态。
从电路中可以看出,在VD1正极通过电阻R1接电路中的直流工作电压+V,VD3的负极接地,这样在3只串联二极管上加有足够大的正向直流电压。
二极管7种应用电路详解之一许多初学者对二极管很“熟悉”,提起二极管的特性可以脱口而出它的单向导电特性,说到它在电路中的应用第一反应是整流,对二极管的其他特性和应用了解不多,认识上也认为掌握了二极管的单向导电特性,就能分析二极管参与的各种电路,实际上这样的想法是错误的,而且在某种程度上是害了自己,因为这种定向思维影响了对各种二极管电路工作原理的分析,许多二极管电路无法用单向导电特性来解释其工作原理。
二极管除单向导电特性外,还有许多特性,很多的电路中并不是利用单向导电特性就能分析二极管所构成电路的工作原理,而需要掌握二极管更多的特性才能正确分析这些电路,例如二极管构成的简易直流稳压电路,二极管构成的温度补偿电路等。
9.4.1 二极管简易直流稳压电路及故障处理二极管简易稳压电路主要用于一些局部的直流电压供给电路中,由于电路简单,成本低,所以应用比较广泛。
二极管简易稳压电路中主要利用二极管的管压降基本不变特性。
二极管的管压降特性:二极管导通后其管压降基本不变,对硅二极管而言这一管压降是0.6V 左右,对锗二极管而言是0.2V左右。
如图9-40所示是由普通3只二极管构成的简易直流稳压电路。
电路中的VD1、VD2和VD3是普通二极管,它们串联起来后构成一个简易直流电压稳压电路。
图9-40 3只普通二极管构成的简易直流稳压电路1.电路分析思路说明分析一个从没有见过的电路工作原理是困难的,对基础知识不全面的初学者而言就更加困难了。
关于这一电路的分析思路主要说明如下。
(1)从电路中可以看出3只二极管串联,根据串联电路特性可知,这3只二极管如果导通会同时导通,如果截止会同时截止。
(2)根据二极管是否导通的判断原则分析,在二极管的正极接有比负极高得多的电压,无论是直流还是交流的电压,此时二极管均处于导通状态。
从电路中可以看出,在VD1正极通过电阻R1接电路中的直流工作电压+V,VD3的负极接地,这样在3只串联二极管上加有足够大的正向直流电压。
二极管是用半导体材料 (硅、硒、锗等)制成的一种电子器件。
它具有单向导电性能,即给二极管阳极和阴极加上正向电压时,二极管导通。
当给阳极和阴极加上反向电压时,二极管截止。
因此,二极管的导通和截止,则相当于开关的接通与断开。
二极管是最早诞生的半导体器件之一,其应用非常广泛。
特别是在各种电子电路中,利用二极管和电阻、电感、电容等元器件进行合理的连接,构成不同功能的电路,可以实现对交流电整流、对调制信号检波、限幅和嵌位以及对电源电压的稳压等多种功能。
无论是在常见的收音机电路还是在其他的家用电器产品或工业控制电路中,都可以找到二极管的踪迹。
结构组成二极管就是由一个PN结加上相应的电极引线及管壳封装而成的。
采用不同的掺杂工艺,通过扩散作用,将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体(通常是硅或锗)基片上,在它们的交界面就形成空间电荷区称为PN结。
由P区引出的电极称为阳极,N区引出的电极称为阴极。
因为PN结的单向导电性,二极管导通时电流方向是由阳极通过管子内部流向阴极。
二极管的电路符号如图所示。
二极管有两个电极,由P区引出的电极是正极,又叫阳极;由N区引出的电极是负极,又叫阴极。
三角箭头方向表示正向电流的方向,二极管的文字符号用VD表示。
许多初学者对二极管很“熟悉”,提起二极管的特性可以脱口而出它的单向导电特性,说到它在电路中的应用第一反应是整流,对二极管的其他特性和应用了解不多,认识上也认为掌握了二极管的单向导电特性,就能分析二极管参与的各种电路,实际上这样的想法是错误的,而且在某种程度上是害了自己,因为这种定向思维影响了对各种二极管电路工作原理的分析,许多二极管电路无法用单向导电特性来解释其工作原理。
二极管除单向导电特性外,还有许多特性,很多的电路中并不是利用单向导电特性就能分析二极管所构成电路的工作原理,而需要掌握二极管更多的特性才能正确分析这些电路,例如二极管构成的简易直流稳压电路,二极管构成的温度补偿电路等。