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 二极管与门电路 二极管的应用举例: 二极管或门电路 ui uo t t R + ui - uo + － UD + - 二极管整流电路 输入 输出 C D2 R1 R2 R3 +5V 0.6V D1 检波电路 输入 输出 1N914 R +5V 箝位电路 4 1.2.5 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 5 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 当Ua-Ub <UZ时，DZ止，电流为0，未击穿 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止，表现出正向特性 等效电路： u UZ i O I U 将特性曲线折线化,并令: 阴极 阳极 6 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，稳压管两端的电压值 稳压管正常工作时的参考电流值，对应UZ的值 IZM为最大稳定电流 u i O △u △i IZ UZ IZM 7 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 8 稳压二极管在工作时应反接，并串入一只电阻。 电阻的作用一是起限流作用，以保护稳压管；其次是当输入电压或负载电流变化时，通过该电阻上电压降的变化，取出误差信号以调节稳压管的工作电流，从而起到稳压作用。 UO DZ R RL + － 如何起到稳压作用 三、稳压管的应用 9 例：1.2.2 已知UZ=6V，最小稳定电流IZmin=5mA，最大稳定电流IZmax=25mA 负载电阻RL=600 Ω，求限流电阻R的取值范围 UO DZ R RL IL IR IDZ + － UI=10V 解： 由： 得： u i O △u △i IZ UZ IZM RL ↓ →IL ↑→ IR ↑→UO ↓→ IZ ↓ ↓ UO ↑←IR ↓ 10 一、发光二极管(Light Emitting Diode) 开启电压：红色1.6--1.8V，绿色：2V 导通电压相应地高一些 1.2.6 其它类型二极管 1. 符号和特性 工作条件：正向偏置 一般工作电流几十 mA， 导通电压 (1  2) V 符号 u /V i /mA O 2 特性 11 发光类型： 可见光：红、黄、绿 显示类型： 普通 LED ， 不可见光：红外光 点阵 LED 七段 LED , 12 二、光电二极管 功能：将光能转换成电能。 符号和特性 符号 特性 u i O E = 200 lx E = 400 lx 工作原理： 变容二极管 隧道二极管 肖特基二极管 无光照时，反向电流很小，与普通二极管一样。 有光照时，产生随光照强度而增加的反向电流分布在第三、四象限。 $