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【48812】晶体二极管电路的剖析办法?
时间: 2024-07-12 21:53:49
作者: fun88体育官网登录入口
晶体二极管是由PN结加上引出线和管壳构成的,具有PN结的各种特性,一般有以下几种类型:
点接触型:结面积小,结电容小,适用于高频如几百兆赫作业,但不能通过很大的电流,大多数都用在小 电流的整流和高频时的检波、混频等。
硅平面型:结面积较大的,可通过较大电流,适用大功率整流,结面积较小的,结电容较小,适用 于在数字电路中作开关管。
电路剖析时,电路中的各个实践器材必须用其相应的模型来表明,即所谓的元件束缚,常用其伏安特性来表明,但实践器材在各种不同条件下伏安特性是不同的,如二极管低频使用时可不考虑结电容效应,而在高频时结电容效 应不能疏忽。工程上,常选用简化模型剖析电路首要特性,而核算机辅佐剖析选用杂乱模型以取得准确成果。 实践器材的模型一般有:数学模型、曲线和表格模型、电路模型等。
1、晶体二极管的数学模型;P18—1式所示的指数特性为晶体二极管抱负的 数学模型,实践器材的伏安特性一般用下式表明:
n为非抱负化因子,其值与 I 有关,I 为正常值时,n≈1,I 过大或过小 时, n≈2,rs是与阻挡层相串接的电阻(中性区题电阻,引线电阻等) 假如进一步考虑击穿特性和非线性电容特性,模型更杂乱,工程上常采 用抱负的简化模型。
2、伏安特性曲线:可依据数学模型或实践丈量取得二极管的 伏安特性曲线、简化电路模型:二极管的首要特性是其单向导电性,导通前(或外加反向电压)近似为开路,导通后近似为一线性电阻(导通电阻RD,其伏安特性曲线为如下两段直线近似,转折点为导通电压V(on)
4、小信号电路模型:实践器材沟通和直流模型并不相同,沟通模型中小信号和大信号、低频和高频模型也并不相同,线性电路中首要触及低频小信号模型。假如加到二极管上的电压V是由直流电压VQ(决议二极管的静态作业点,用Q表明)和叠加其上的增量电压△V组成,则发生的电流 :I = IQ +△I 一般来说叠加在Q点上的△V与△I 的联系对错线性的但若△V满足小( ∣△V ∣5.2mV) ,在△V 的改变范围内二极管伏安特性曲线近似为一段直线,如下图所示:
如上图一段红线所示,这时二极管小信号伏安特性近似为一个沟通线性电阻rj ,其值为该直线段斜率的倒数:
或rj= VT / IQ一般称rj 为二极管的增量结电阻(肖特基电阻、沟通小信号等效电阻)准确核算时还应考虑体电阻rs,高频时应考虑结电容Cj。
二,晶体二极管电路剖析办法:二极管在电路中,既应遵守拓扑束缚,又应遵守元件束缚,在不同的使用条件下,二极管选用不相同的模型,剖析办法也不同。
1、图解剖析法:当二极管用伏安特性曲线模型时,可选用图解剖析法。 先列出管外电路方程,该方程与伏安特性曲线的交点就是所需求的解。
2、简化剖析法:二极管选用简化电路模型,电路剖析较简略,是最常用的剖析办法,以上图所示电路为例:
例1:首要列出二极管管外电路方程,实践是将二极管两头(A、B两头)进行代文宁等效其开路电压VOC=VDD R2 / R1 等效内阻R0= R1 // R2 然后 VAB=VOC—I R0 至此若用图解剖析法
该直线与伏安特性曲线交点即所求解,若用简化剖析法,将二极管等效为P25简化电路模型,则因为 VAB0故VAB=I RD+VD(on) 该方程与上方程联立求的电路解。
解:因为 RD远小于外电阻R1、R2,VD(on)远小于外电源电压,故D1、D2近似为抱负二极管。核算这一类型标题时,应先求出二极管导通和截止的条件,依据这个求输入输出联系,该题中D1导通条件是VA大于25V,D2导通条件是VA大于100V,因而当VA小于25V时,即 Vi小于25V ,D1、D2均不导通,输出Vo=25V ;当VA大于25V而小于100V时, D1导通, D2截止,此刻VA大于25V相当于Vi大于25V,而输出电压