二极管基本应用电路及其分析方法.

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。

常见的几种二极管整流电路解析，可控硅整流电路波形分析常见的几种二极管整流电路解析：二极管半波整流电路实际上利用了二极管的单向导电特性。

当输入电压处于交流电压的正半周时，二极管导通，输出电压vo=vi-vd。

当输入电压处于交流电压的负半周时，二极管截止，输出电压vo=0。

半波整流电路输入和输出电压的波形如图所示。

对于使用直流电源的电动机等功率型的电气设备，半波整流输出的脉动电压就足够了。

但对于电子电路，这种电压则不能直接作为半导体器件的电源，还必须经过平滑（滤波）处理。

平滑处理电路实际上就是在半波整流的输出端接一个电容，在交流电压正半周时，交流电源在通过二极管向负载提供电源的同时对电容充电，在交流电压负半周时，电容通过负载电阻放电。

通过上述分析可以得到半波整流电路的基本特点如下：（1）半波整流输出的是一个直流脉动电压。

（2）半波整流电路的交流利用率为50%。

（3）电容输出半波整流电路中，二极管承担最大反向电压为2倍交流峰值电压（电容输出时电压叠加）。

（3）实际电路中，半波整流电路二极管和电容的选择必须满足负载对电流的要求。

全波整流当输入电压处于交流电压的正半周时，二极管D1导通，输出电压V o=vi-VD1。

当输入电压处于交流电压的负半周时，二极管D2导通，输出电压V o=vi-VD2。

由上述分析可知，二极管全波整流电路输出的仍然是一个方向不变的脉动电压，但脉动频率是半波整流的一倍。

晶体二极管组成的各种整流电路。

一、半波整流电路。

二极管的参数与基本应用电路仿真实验总结一、二极管参数介绍二极管是一种电子元件，其特性可以通过一些关键参数来描述。

主要的二极管参数包括：1. 伏安特性：描述二极管在正向和反向偏置下的电流与电压之间的关系。

2. 正向电压：二极管正向导通时的电压降。

3. 反向电流：二极管在反向偏置下的漏电流。

4. 反向击穿电压：二极管在反向偏置下开始发生击穿的电压。

5. 结电容：二极管内部两个半导体结之间的电容。

二、二极管基本电路二极管在电路中的应用非常广泛，主要包括以下几种基本电路：1. 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。

2. 限幅电路：利用二极管的反向击穿特性限制电路中的电压或电流。

3. 开关电路：利用二极管的开关特性实现电路的通断控制。

4. 稳压电路：利用二极管和电容等元件构成稳压电路，为负载提供稳定的电压。

三、仿真实验设计与操作为了更好地理解和应用二极管，我们进行了仿真实验的设计和操作。

实验中，我们使用了Multisim等仿真软件，搭建了各种二极管应用电路，并观察了在不同参数和条件下的电路性能。

四、实验结果分析与讨论通过仿真实验，我们得到了以下结果：1. 在整流电路中，二极管的伏安特性决定了整流效果，正向电压和反向电流对整流效率有重要影响。

2. 在限幅电路中，二极管的反向击穿电压决定了限幅效果，结电容对限幅性能也有一定影响。

3. 在开关电路中，二极管的开关特性决定了电路的通断时间，正向电压和反向电流对开关速度有影响。

4. 在稳压电路中，二极管和其他元件的配合决定了稳压效果，正向电压、反向电流和结电容都对稳压性能有影响。

讨论：通过仿真实验结果，我们可以更深入地理解二极管的特性和其在各种电路中的应用。

同时，这些结果也为我们提供了改进电路设计和优化的方向。

五、结论与展望结论：通过本次仿真实验，我们深入了解了二极管的参数和基本应用电路的工作原理。

实验结果表明，二极管的参数对电路性能有重要影响，我们需要根据具体应用需求选择合适的二极管并优化电路设计。

素养呈现·明要求核心素养表现要点水平等级考试题型分值工程思维在进行简单的技术方案设计时，尝试运用模拟试验或数学模型来考虑各种影响因素，并进行决策分析和性能评估2选择题2能就某一技术领域中较为复杂的问题情境，运用系统分析的方法将任务具体化，形成可能的解决方案，并能不断优化改进2图样表达能将简单的设计方案用二维、三维设计软件表现出来2能识读电子技术领域常见的技术图样，如电子电路图等2物化能力能根据设计要求选择合适的元器件搭接电子电路1能根据设计要求进行简单的技术试验，对不同元器件进行性能测试，根据结果选择合适的元器件2考点一二极管及其电路分析【知识梳理】1.二极管的结构示意图2.常见二极管和电路符号(1)普通二极管：导通后两端电压基本保持不变(硅管：0.7 V，锗管：0.3 V)。

(2)发光二极管：工作电流一般在3__mA～20__mA之间，导通电压一般在1.6 V 以上，工作必须串接限流电阻。

(3)光敏二极管：工作在反向电压下，性能相当于光敏电阻，光照强时阻值小。

(4)稳压二极管：一般工作在反向电压下，电流变化时两端电压基本保持不变。

3.二极管极性的判断4.二极管的特性(1)单向导电性二极管具有单向导电特性，只允许电流由正极流入，负极流出，反向流不通。

(2)伏安(U－I)特性曲线二极管的特性常用其两端电压U与流过它的电流I之间的关系描述，称为二极管伏安(U－I)特性曲线。

5.二极管的应用整流电路：将交变电流变成直流，以适应各种电子设备对电源的需要。

【典例突破】【典例1】如图所示电路中，所有二极管均为理想元件，则VD1与VD2的工作状态为()A.VD1与VD2均导通B.VD1与VD2均截止C.VD1导通，VD2截止D.VD1截止，VD2导通答案D【变式1】如图所示的电路中，理想二极管VD1、VD2的工作状态为()A.VD1、VD2均导通B.VD1截止，VD2导通C.VD1、VD2均截止D.VD1导通，VD2截止答案D二极管应用分析电路图说明VD1正向导通，L1亮，VD2反向截止，L2不亮，VD1和VD2作为开关作用二极管VD1反接，与继电器线圈并联起续流保护作用，保护三极管，防止在三极管截止瞬间继电器线圈产生自感电动势使三极管被击穿。

半导体二极管及其基本应用电路1.1 PN结的基本知识1.1.1 N型半导体和P型半导体在物理学中已知，常用的四价元素硅和锗等纯净半导体（称本征半导体）中的载流子，为自由电子（带负电荷）和空穴（带正电荷），是在常温下激发出来的，（称为热激发或本征激发），其数量很少，故导电能力微弱，介于导体和绝缘体之间。

在本征半导体中，自由电子和空穴总是成对出现，因此两种载流子的浓度是相等的。

本征半导体中的载流子浓度除了与半导体材料的性质有关外，还与温度密切相关，而且随着温度的升高基本上按指数规律增加。

所以，本征载流子浓度对温度十分敏感。

在本征半导体桂或锗中渗入微量五价元素，如磷或砷，（称为杂质）等，可使自由电子的浓度大大增加，自由电子成为多数载流子，（简称多子），空穴成为少数载流子（简称少子）。

这种以电子为导电为主的半导体成为N型半导体。

由于离子不能移动，故不能参与导电，整体半导体仍然呈电中性。

在本征半导体硅或锗中渗入微量三价元素杂质，如硼或铟等，则空穴浓度大大增加，空穴成为多子，而电子成为少子。

这种以空穴为主的半导体成为P型半导体。

N型半导体和P型半导体统称为杂质半导体，掺杂后半导体的导电能力将显著增加，有理论计算可知，在本征半导体中掺入百分之一的杂质，可使载流子浓度增加近一万倍。

在杂质半导体中，多子的浓度主要取决于杂质的含量；少子的浓度主要与本征激发有关，如前所述，他对温度的变化非常敏感，因此，温度是影响半导体器件性能的一个重要因素。

1.1.2 PN结的形成若在一种类型杂质半导体的基片上，用特定的掺杂工艺加入另一种类型杂质元素，这样在所形成的P型半导体和N 型半导体的交界两侧，P区的空穴（多子）和N区的电子（多子）浓度远大于另一区的同类少子浓度，因而多子通过交界处扩散各自向对方运动，这种由于浓度差而引起的载流子运动成为扩散运动。

载流子扩散运动的结果是使电子和空穴复合载流子消失，在交界面N区一侧失去电子而留下正离子，P区一侧失去空穴而留下负离子。