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二极管电路分析的重难点

2024-09-10 16:38
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第一周主要讲概念,介绍半导体物理知识、PN结的形成以及PN结的特性,而将PN结引上电极加上封装就是二极管。所以悄咪咪地我们就把二极管的特性介绍了。它的伏安特性↓↓↓c86ef3b398b2053a6de85fb9d4aab6.jpg上图三条曲线分别是三种材料(锗、硅、砷化镓)的二极管的伏安特性曲线,注意看不同象限内的单位哦。大家看到每条线都是弯弯绕绕的,标准的非线性,要想精确求解它的电路实在有些为难。于是绪论课上介绍的法宝——等效模型就该出手了~~



重点一  二极管的理想模型95da9682b30d93e499ef18fc624d76.jpg

解题时只要题目中出现“二极管看成理想”,都用理想模型。

解题步骤是这样滴:

 · 1 · 

先假设二极管是断开的,分析此时二极管正极电压值和负极电压值

 · 2 · 

将二极管正极电压值减去负极电压值, 若大于0,二极管导通,看成短路,若小于0,二极管截止,看成断路

例1

下图二极管为理想,判断下图二极管是导通还是截止。

f3716ce289da92ddddfbae9d39ebac.jpg

思路:

先假设二极管断开,那么以地为电位参考点,这时计算A点和B点处的电压:0cba6818ce07b9e1d55898ce215b8b.jpg也就是说二极管的正端是1V,负端是1.5V,正端减去负端是小于0,所以二极管是反偏的 。


答案:D是截止的。

例2

二极管为理想模型,若当输入u为5V、1V和-6V时,输出uo分别为多少?

b8e318fe72b49ceba1d2384c20ae7d.jpg

思路:

D1看成断开,D1导通需要VA-2>0,即VA>2;D2看成断开,D2导通需要-3-VA>0,即VA<-3。可以看出它们并没有同时导通的时候,那么va=u。


当u=5V,D2肯定截止,那就可以去掉D2和3V的回路,因为5>2,所以D1是导通的,导通后将D1看成导线,Vo=(u-2)/2 2=3.5V


当u=1V,D2仍然是截止的,VA=u=1<2,d1也是截止的,截止将d1开成断路,vo=u=1v<>


当u=-6V,D1是截止的,那么去掉D1的 支路,D2需要u<-3时导通,而 -6="">

例3

电路和输入波形如图所示,设两个二极管均为理想,试画出输出的波形。   

45de9ab2d9afe5778b63fcec14d501.jpg

246191505c643ed0ac92041280e4d0.jpg



  思路:同样 D1看成断开,D1导通需要 VA>2;D2看成断开,D2导通需要VA<-4;它们也没有同时导通的时候。va=1>


答案:当1/2ui>2,即ui>4时, D1导通,D2截止,uo=2;


当1/2ui<-4,即ui<-8时,d1截止,d2导通,uo=-4;<>


当ui在-8和4之间时,两个管子都是截止,uo=VA=1/2ui。

输出波形如下:

5276321caf82c734f88d9521be7e87.jpg


重点二 恒压源模型

3316623a42d8b02a6b804c9a249e36.jpg

解题时只要题目中出现“二极管的正向导通电压为零点几伏”时,都用恒压源模型。

解题步骤是这样滴:

 · 1 · 

先假设二极管是断开的,分析此时二极管正极电压值和负极电压值

 · 2 · 

将二极管正极电压值减去负极电压值,设为Vd,将Vd和导通电压Von(通常是0.7V)相比,如果大于,那么导通,二极管看成电压为Von的电源, 否则截止,看成断路


二极管电路如下图所示,输入电压波形已知,在0
<5ms的时间间隔内,试绘出vo的波形。设二极管导通电压为0.7v<>

1cdfd2f59b1195e4254a7a28436010.jpg97e642496fcd81e9a7403c44f0b8ab.jpg

思路:先将二极管断开,正端接vi,负端接6V,vi-6>0.7,即vi>6.7时,二极管导通。导通后二极管看成理想二极管加0.7V的电源。等效电路:cedd7eab4af24328e5b8e274e40394.jpg于是383510d4d39d4c4ac9417f80f3134d.jpg那vi小于等于6.7V,自然是截止的,等效为断路,那Vo=6V了。
综上所述,得到输出波形图啦:3974150ec6e9c033c876ba7b2a6ed7.jpg

题目很像作业题吧,但有不同哦,你们懂的(^_−)☆

今天的重点就讲这两个吧,栗子太重举累了,(^_−)☆  换大家喽~~~


抢答题 

电路如下图所示,已知R=10kΩ,二极管为理想二极管,当输入电压ui分别为5V、-4和-10V时,输出电压分别为多少?646b2b6e57cae01990257ec0fbbb49.jpg

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