2022-2023学年高二物理竞赛课件：二极管的近似分析计算

二极管的近似分析计算 二极管的近似分析计算 I R 10V E 1kΩ I R 10V E 1kΩ 例： 串联电压源模型 测量值 9.32mA 相对误差 理想二极管模型 R I 10V E 1kΩ 相对误差 0.7V 继续 0 2.7V uo t 0 -4V 4V ui t 2.7V ②采用理想二极管串联电压源模型分析，波形如图所示。 继续 主要参数 1. 最大整流电流 IF 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.最高反向工作电压UR <瞬时值> 二极管工作时允许外加的最大反向电压。 UR ＝1/2 UBR 注：反向击穿电压UBR二极管反向击穿时的电压值 继续 3. 反向电流 IR 指二极管未击穿时的反向电流。反向电流大，说明管子的单向导电性差，因此反向电流越小越好。反向电流受温度的影响，温度越高反向电流越大。 继续 4. 直流电阻 RD uD ID iD UD Q 以上均是二极管的直流参数，二极管的应用是主要利用它的单向导电性，主要应用于整流、限幅、保护等等。 继续 5. 微变电阻 rd rd 是二极管特性曲线上工作点Q 附近电压的变化与电流的变化之比： 显然，rD是对Q附近的微小变化区域内的电阻。 即 根据 得Q点处的微变电导 则 常温下（T=300K） iD uD ID UD Q iD uD 继续 6. 二极管的极间电容 二极管的两极之间有电容，此电容由两部分组成：势垒电容CB和扩散电容CD。 （1）势垒电容：势垒区是积累空间电荷的区域，当电压变化时，就会引起积累在势垒区的空间电荷的变化，这样所表现出的电容是势垒电容。 了解：势垒电容CB大小与PN结的面积S成正比，与空间电荷区的宽度δ成反比 继续 二极管的两极之间有电容，此电容由两部分组成：势垒电容CB和扩散电容CD。 （2）扩散电容：为了形成正向电流（扩散电流），注入P 区的少子（电子）在P 区有浓度差，越靠近PN结浓度越大，即在P 区有电子的积累。同理，在N区有空穴的积累。正向电流大，积累的电荷多。这样所产生的电容就是扩散电容CD。 继续 PN结的总电容：CJ=CB+CD 正偏时CJ≈CD；反偏时CJ≈CB PN结高频小信号时的等效电路： 势垒电容和扩散电容的综合效应 rd 7. 最高工作频率fM：二极管工作的上限频率。 （原因：结电容） 应用 ui uo t t 1、二极管半波整流 五、应用举例 RL ui uO 继续 例2：二极管的应用（了解） R RL ui uR uo t t t ui uR uo 五、应用举例 继续 $