1.3二极管基本应用电路及其分析方法
- 格式:ppt
- 大小:2.67 MB
- 文档页数:23
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。
1.半导体二极管及其电路分析【重点】半导体特性、杂质半导体、PN结及其单向导电特性。
【难点】PN结形成及其单向导电特性。
1.1 半导体的基本知识1.1.1 半导体的基本知识(1)导电能力对温度的反应非常灵敏。
(2)导电能力受光照非常敏感。
(3)在纯净的半导体中掺入微量的杂质(指其他元素),它的导电能力会大大增强。
1.1.2 本征半导体纯净的半导体称为本征半导体,常用的本征半导体是硅和锗二晶体。
半导体有两种载流子,自由电子和空穴,如果从本征半导体引出两个电极并接上电源,此时带负电的自由电子指向电源正极作定向运动,形成电子电流,带正电的空穴将向电源负极作定向运动,形成空穴电流,而在外电路中的电流为电子电流和空穴电流之和。
1.1.3 杂质半导体1.N型半导体在硅晶体中掺入微量5价元素,如磷(或者砷、锑等),如图所示。
这种半导体导电主要靠电子,所以称为电子型半导体,简称N型半导本。
在N型半导体中,自由电子是多数载流子,而空穴2.P型半导体如果在硅晶体中,掺入少量的3价元素硼(铟、钾等),如图1-5所示。
这种半导体的导电主要靠空穴,因此称为空穴型半导体,有称P型半导体。
P型半导体的空穴是多数载流子,电子是少数载流子。
结论:N型半导体、P型半导体中的多子都是掺入杂质而造成的,尽管杂质含量很微,但它们对半导体的导电能力却有很大影响。
而它们的少数载流子是热运动产生的,尽管数量很少,但对温度非常敏感,对半导体的性能有很大影响。
1.1.4 PN结及其单向导电特性1.PN结的形成结论:在无外电场或其它因素激发时,PN结处于平衡状态,没有电流通过,空间电荷区是恒定的。
另外,在这个区域内,多子已扩散到对方并复合掉了,好像耗尽了一样,因此,空间电荷区又叫做耗尽层。
2.PN结单向导电性(1)正向特性当PN结外加正向电压(简称正偏),电源正极接P,负极接N,PN结处于导通状态,导电时电阻很小。
(2)反向特性当外加反向电压(简称反偏),电源正极接N,负极接P,PN结处于截止状态结论:PN结正偏时电路中有较大电流流过,呈现低电阻,PN结导通;PN结反偏时电路中电流很小,呈现高电阻,PN结截止,可见PN结具有单向导电性。
《模拟电子技术》教学大纲一、课程概述模拟电子技术是通信专业、计算机专业的一门必修的技术基础课,也是一门培养基本技能的技术实践课程。
本课程介绍模拟电子技术基本知识和基本技能,并介绍电子学的最新发展。
这门课程的重点是培养和训练学生认知、分析电子线路的能力,掌握模拟电子技术的基本原理和实践能力,为学习后继课程和专业知识打下良好的理论基础和实践基础,并具有将电路分析理论和电子技术应用于本专业的一定能力。
本课程的先修课程是大学物理、高等数学、电路分析原理,后继课程是数字电路与逻辑设计。
二、课程目标1.知道半导体的导电机理和PN结的形成,理解PN结的单向导电性。
2.掌握二极管、三极管、场效应管的主要特点、工作原理和特性及其作用;熟悉管子的主要参数并学会合理选择和使用这些参数。
3.掌握二极管基本电路原理和分析方法,理解二极管的应用。
4.理解三极管基本放大电路的基本结构及其工作原理,掌握静态工作点的估算,掌握小信号模型分析方法,了解输入、输出电阻的概念。
理解射极输出器的基本特点和用途。
5.知道场效应管的特性和工作原理,掌握场效应管放大电路的结构及工作原理,掌握FET放大电路的小信号模型分析方法。
6.知道多级放大电路的耦合方式及其特点。
7.知道稳定静态工作点和提高电压放大倍数的方法,并能估算有关参数(静态工作点、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等)。
8.知道放大电路的频率特性,理解幅频特性的含义。
9.理解功率放大电路的结构特点,并能分析和计算功率电路。
了解集成功率器。
10.深刻理解反馈的概念,能判断反馈的类型并定性分析负反馈对放大器性能的影响。
11.理解直流放大器的特点,掌握差动放大器的电路结构及工作原理,并能估算简单电路的有关参数(差模放大倍数、差模输入电阻和输出电阻、共模放大倍数和共模抑制比)。
12.知道集成运算放大器的组成及其主要参数和电压传输特性。
理解理想运算放大器并掌握其基本分析方法。
13.知道集成运算放大器在数学运算方面的应用,熟悉信号处理电路的原理和结构特点。