2022-2023学年高二物理竞赛课件：二极管的等效电路

二极管的等效电路 2 二极管的等效电路 一、由伏安特性折线化得到的等效电路 a b 1. 正向导通时电压=0，反向截止时电流=0 u i O 当ua-ub>0时，导通 当ua-ub<0时，截止 理想模型 a b 3 3. 正向导通时电压与电流成线性关系，反向截止时电流=0 u i O 当ua-ub>Uon时，导通 当ua-ub< Uon时，截止 Uon U I a b rD 折线模型 4 理想 二极管 近似分析中最常用 理想开关 导通时 UD＝0截止时IS＝0 导通时UD＝Uon 截止时IS＝0 导通时△i与△ u成线性关系 应根据不同情况选择不同的等效电路！ 归纳 二极管的等效电路 ？ 100V？5V？2V？ 5 讨论: 判断电路中二极管的工作状态，求解输出电压。 判断二极管工作状态的方法？ D2优先导通 D1截止 假定电路即将导通，电路中的电流为零，判断电路中各二极管上的压降。压降高的管子优先导通。 6 解： S断开时，D导通， R V1 (6V) UO + － UD + － S闭合时，D截止， R V2 (12V) UO + － 例1.2.1 已知二极管导通时 UD≈0.7V 估算S断开和闭合时的UO D R S V1 (6V) V2 (12V) UO + － 7 二、二极管的微变等效电路 uD iD O Q ΔiD ΔuD ID UD 当uD在Q附近作微小变化时，曲线可以用Q点处的切线近似 令： 设电压的变化ΔuD引起电流的变化ΔiD 则rd反映了变化的电压与变化的电流之间的关系，称之为动态电阻 微变等效电路： 工作点Q + △uD － △iD rd 结论：动态电阻的大小与Q点位置有关 8 二极管的特点 单向导电性 二极管的应用 开关、箝位、隔离、检波、整流等 二极管 归纳 9 稳压二极管 一、稳压管的伏安特性 稳压管的伏安特性与二极管类似 在反向击穿区，曲线很陡，电流变化很大而电压几乎不变，表现出稳压特性 符号： 阴极 阳极 DZ a b UZ为稳定电压 稳压管是一种 特殊的二极管，主要作用是 稳定电压 u i O △u △i IZ UZ IZM 10 当Ua>Ub时，D1止，表现出反向特性 当Ua-Ub >UZ时，DZ通，表现出反向击穿特性—反向击穿稳压 当Ua-Ub <UZ时，DZ止，电流为0，未击穿----反向截止 D2 D1 UZ rd a b D2，UZ，rd是反向特性的等效电路 D1是正向特性的等效电路 当Ua<Ub时，D1通，DZ通，表现出正向特性----正向导通 等效电路： u UZ i O I U 将特性曲线折线化,并令: 阴极 阳极 DZ a b 11 二、稳压管的主要参数 1. 稳定电压UZ 2. 稳定电流IZ 3. 额定功耗PZM 稳压管中的电流为规定电流时，稳压管反向击穿电压值 稳压管正常工作时的参考电流值，对应UZ的值 低于此电流值稳压效果变坏，甚至不稳压，又记作IZmin IZM为最大稳定电流 12 4. 动态电阻rZ 类似二极管的动态电阻，反映了稳压区电压变化量与电流变化量之比，越小越好。一般为几欧到几十欧。 5. 温度系数α 温度升高，UZ增加，正温度系数。 温度升高，UZ减小，负温度系数。 （%/℃） UZ>7V， α>0，雪崩击穿 UZ<4V， α<0，齐纳击穿 4V<UZ <7V， α≈0，（齐纳击穿和雪崩击穿均有） $