2022-2023学年高二物理竞赛课件：二极管的单向导电性

二极管的单向导电性 二极管的单向导电性 1. 二极管加正向电压（正向偏置，阳极接正、阴极接负 ）时， 二极管处于正向导通状态，二极管正向电阻较小，正向电流较大。 2. 二极管加反向电压（反向偏置，阳极接负、阴极接正 ）时， 二极管处于反向截止状态，二极管反向电阻较大，反向电流很小。 3. 外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失去单向导电性。 4. 二极管的反向电流受温度的影响，温度愈高反向电流愈大。 小结 电工电子技术 二版 主 编李守成 西南交通大学出版社 例1 如图：二极管的正向导通电压UD=0.7V，US1=5V， US2=10V， R1=R2=10kΩ，R3=R4= 5kΩ，试判断二极管是导通还是截止，并求流过二极管电流。 R1 US1 + R2 R3 R4 US2 D1 D2 + R R3 R4 US D1 D2 + 解： 电工电子技术 二版 主 编李守成 西南交通大学出版社 R R3 R4 US D1 D2 + 电工电子技术 二版 主 编李守成 西南交通大学出版社 3、 主要参数 1）最大整流电流 IFM 二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。 2） 最大反向工作电压UDRM 是保证二极管不被击穿所允许的最高反向电压，一般是二极管反向击穿电压的一半或三分之二。二极管击穿后单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。 3）最大反向电流IRM 规定环境温度下，指二极管加最高反向工作电压时的反向电流。 反向电流大，说明管子的单向导电性差，IRM受温度的影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小，锗管的反向电流较大，为硅管的几十到几百倍。 电工电子技术 二版 主 编李守成 西南交通大学出版社 4、二极管的典型应用 利用单向导电性 定性分析：判断二极管的工作状态 导通截止 否则，正向管压降 硅0.6~0.7V 锗0.2~0.3V 分析方法：将二极管断开，分析二极管两端电位 的高低或所加电压UD的正负。 若 V阳 >V阴或 UD为正( 正向偏置 )，二极管导通 若 V阳 <V阴或 UD为负( 反向偏置 )，二极管截止 若二极管是理想的，正向导通时正向管压降为零，反向截止时二极管相当于断开。 钳位、整流、检波、限幅、温度补偿、元件保护、数字电路中的开关等。 电工电子技术 二版 主 编李守成 西南交通大学出版社 电路如图，求：UAB V阳 =－6 V V阴 =－12 V V阳>V阴 二极管导通 若忽略管压降，二极管可看作短路，UAB =－ 6V 否则， UAB低于－6V一个管压降，为－6.3Ｖ或－6.7V 例1： 取 B 点作参考点，断开二极管，分析二极管阳极和阴极的电位。 在这里，二极管起钳位作用。 D 6V 12V 3k B A UAB + – 电工电子技术 二版 主 编李守成 西南交通大学出版社 两个二极管的阴极接在一起 取 B 点作参考点，断开二极管，分析二极管阳极和阴极的电位。 V1阳 =－6 V，V2阳=0 V，V1阴 = V2阴= －12 V UD1 = 6V，UD2 =12V ∵ UD2 >UD1 ∴ D2 优先导通， D1截止。 若忽略管压降，二极管可看作短路，UAB = 0 V 例2: D1承受反向电压为－6 V 流过 D2 的电流为 求：UAB 在这里， D2 起钳位作用， D1起隔离作用。 B D1 6V 12V 3k A D2 UAB + – 电工电子技术 二版 主 编李守成 西南交通大学出版社 解： 例3：如图，E=5V， ，忽略二极管正向压降，试画出 的波形图。（整形器） 当 时，D截止， 当 　＞5V时，D导通， 。 u O 10V 5V 截止 截止 截止 导通 导 通 D R E 电工电子技术 二版 主 编李守成 西南交通大学出版社 ui > 8V，二极管导通，可看作短路 uo = 8V ui < 8V，二极管截止，可看作开路 uo = ui 已知： 二极管是理想的，试画出 uo 波形。 8V 例4： ui 18V 参考点 二极管阴极电位为 8 V D 8V R uo ui + + – – 电工电子技术 二版 主 编李守成 西南交通大学出版社 例5：如图，E1=E2=5V， ， 忽略二极管正向压降，试画出 的波形图。（限幅器） 解： ＞+5V时，D