2022-2023学年高二物理竞赛课件：应用模型法分析二极管应用电路

应用模型法分析二极管应用电路 北华航天工业学院 第二章 半导体二极管及其基本电路 2 应用模型法分析二极管应用电路 二极管的静态工作情况分析 理想模型 （R=10k） （a）VDD=10V 时 恒压模型 （硅二极管典型值） 折线模型 （硅二极管典型值） 设 第二章 半导体二极管及其基本电路 3 折线模型 （硅） Vth = 0.5V （锗） Vth = 0.1V 小信号模型 第二章 半导体二极管及其基本电路 4 理想模型 （R=10k） （b）VDD=1V 时 恒压模型 （硅二极管典型值） 折线模型 （硅二极管典型值） 设 第二章 半导体二极管及其基本电路 5 限幅电路（例2.4.2） 第二章 半导体二极管及其基本电路 6 开关电路 电路如图所示，判断D的状态（设二极管是理想的） 。 解： 先断开D，求二极管端电压 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。 导通后，D的压降等于零，即A点的电位就是D阳极的电位。所以，AO的电压值为-6V。 VD = -6V -(-12V) = 6V > 0  D接入时正向导通 第二章 半导体二极管及其基本电路 7 整流 限幅 例2.4.2（习题2.4.12） 习题2.4.5 习题2.4.6 D导通： vO = vI - vD D截止： vO = 0 D导通： vO = vD D截止： vO = vI 显然，vO 与 vI 的关系由D的状态决定! 第二章 半导体二极管及其基本电路 8 一、稳压二极管 (a)符号 (b) 伏安特性 利用二极管反向击穿特性实现稳压。稳压二极管稳压时工作在反向电击穿状态（齐纳击穿）。 §2.5 特殊二极管 第二章 半导体二极管及其基本电路 9 (1) 稳定电压VZ (2) 动态电阻rZ 在规定的稳压管反向工作电流IZ下，所对应的反向工作电压。 rZ =VZ /IZ (3)最大耗散功率 PZM (4)最大稳定工作电流 IZmax 最小稳定工作电流 IZmin (5)稳定电压温度系数——VZ 稳压二极管主要参数 第二章 半导体二极管及其基本电路 10 3. 稳压电路 正常稳压时 VO =VZ 讨论1：稳压条件是什么？ IZmin ≤ IZ ≤ IZmax 讨论2：不加R可以吗？ 讨论3：上述电路VI为正弦波，且幅值大于VZ ， VO的波形是怎样的？ 稳压原理？ 波形转换图？ 第二章 半导体二极管及其基本电路 11 稳压二极管（齐纳） 变容二极管 光电子器件 1. 光电二极管 2. 发光二极管 3. 激光二极管 反向击穿状态 反向截止，利用势垒电容 反向截止，少子漂移电流 特殊材料，正向导通发光 第二章 半导体二极管及其基本电路 12 第二章 半导体二极管及其基本电路 VDD iD D ( + VDD iD D ( + VD VDD iD D ( + rD Vth VDD iD D ( + VDD iD D ( + VD VDD iD D ( + rD Vth R + ( I VREF Vth + ( O rd O/V        t       O/V t   斜率 斜率0.17 rD rD+R VREF+Vth=3.5 V I/V (c) (d) R + ( I VREF + ( O R O + ( I VREF ( + Vth R + ( I D (a) (b) VREF + ( O rd A D V O