山东电气自动化专升本电子技术复习模拟电路专升本辅导材料

图（b）内电场形成

2．PN结的特性

（1）单向导电性

PN正偏时→多子向PN结移动，空间电荷区变窄，内电场减弱→扩散运动大于漂移运动→形成以多子为主体的正向（扩散）电流。外加电压一定值后，正向电流显著增加—导通。

PN反偏时→多子背离PN结移动，空间电荷区变宽，内电场增强→漂移运动大于扩散运动→形成以少子为主体的反向（漂移）电流。当温度一定时，少子浓度一定，反向电流几乎不随外加电压而变化，故称为反向饱和电流，为uA级，此时，PN结截止。

（2）伏安特性

它可划分为三个部分： ①正向特性(外加正向电压)

当正向电压超过Ｖth后，二极管才有明显的正向电流，Ｖth称为门坎电压。

硅管的Ｖth约为0.5V，锗管的Ｖth约为0.1V。 当流过二极管的电流Ｉ较大时，二极管两端的电压几乎维持恒定，称为导通电压UD(ON)。硅管通常取0.7Ｖ，锗管约为通常取0.2Ｖ。

②反向特性(外加反向电压)

UD < 0反向电压时，且 〉ＶBR，反向电流很小，而且与UD的大小无关。

由二极管的伏安特性曲线看出：①二极管是非线性器件；②二极管具有单向导电性。

③反向击穿特性

当反向电压增加到某一数值ＶBR时，反向电流急剧增大，这种现象叫做二极管的反向击穿。

二极管的符号如右图。 3．主要参数

（1）正向---最大整流电流ＩF

（2）反向---反向击穿工作电压ＶRM=1/2ＶBR （三）二极管应用电路的分析方法 （1）伏安特性的折线近似（模型分析法）

5

①理想二极管模型---正向导通时，UD = 0；反向截止时，ID=0。

②恒压降模型---当二极管工作电流较大时，其两端电压为常数，硅管 UD = 0.7V。

（2）图解分析的步骤（电路中只有直流电源）：

①联立方程，一个线性，一个非线性；

②在同一坐标上画出非线性部分的伏安特性和线性部分的特性曲线； ③由两条特性曲线的交点求电路的Ｖ和Ｉ。

（3）微变等效电路（电路中除有直流电源外，还有交流小信号）分析的步骤：

①静态分析--假定Ui=0,用直流图解分析法，找到Q点（IQ,UQ）， ②动态分析--对电路交流状态进行分析，在Q点二极管伏安特性曲线近似为直线，二极管可等效为交流电阻 rd=UT/ IQ = 26mV/IDQ , 交流电流idm = UIM/ rd

③流过二极管的电流iD = IQ + id （四）特殊二极管

1．稳压二极管 （1）工作原理

稳压管工作在反向击穿区，在电路中起稳压作用。它的符号 。 （2）主要参数：稳定电压Ｖz = ＶBR、稳定电流Ｉz=工作电压为VZ时对应的电流、最大工作电流ＩzM和最大耗散功率ＰzM，最大耗散功率ＰzM =IzM*Vz

2．发光二极管

发光二极管将电能转化为光能。简写成了ＬＥＤ，它的特性曲线与普通二极管类似，但正向导通电压一般为1～2Ｖ，正向工作电流一般为几～几十毫安。它的符号 。 （五）题型

1． 根据二极管的开关条件判断二极管的工作状态，求输出信号及波形。 2． 根据稳压管的特点，分析稳压管电路，求输出信号及波形。

3． 利用图解分析、模型分析、微变等效电路分析法分析二极管直流、交直

流电路 。

例1．求图所示电路的静态工作点电压和电流。

解：（1）图解分析法

联立方程 Ｖ＝Ｖ1－ＩＲ iD =f(uD)

6

将相应的负载线画在二极管的伏安特性曲线上，如图所示，其交点便是所求的（ＩQ，ＶQ）。 （2）模型分析法 ①理想二极管模型 Ｖ＝0，Ｉ＝Ｖ1／Ｒ ②恒压降模型

设为硅管，Ｖ＝0.7V，Ｉ＝（Ｖ1－Ｖ）／Ｒ

例2．试判断图中二极管是导通还是截止？并求出AO两端电压ＶA0。设二极管为理想的。

解：

分析方法 ：

（1）将D1、D2从电路中断开，分别出D1、D2两端的电压；

（2）根据二极管的单向导电性，二极管承受正向电压则导通，反之则截止。若两管都承受正向电压，则

正向电压大的管子优先导通，然后再按以上方法分析其它管子的工作情况。

本题中： D2优先导通，此时， D1管子截止。ＶA0 = -4V。

例3．两个稳压管的稳压值ＶZ1=5V，ＶZ2=7V，它们的正向导通压降均为0.6V，电路在以下二种接法时，输出电压Ｖo为多少？若电路输入为正弦信号ＶI=20sinωt（V），画出图（a）输出电压的波形。

解：图（a）中若输入正弦信号ＶI=20sinωt（V）：

在输入信号正半周， 若 ＶI<12V ，稳压管反向截止，Ｖo=ＶI；若 ＶI ≥12V ，稳压管反向击穿，Ｖo=12V。

在输入信号负半周， 若ＶI> -1.2V，稳压管截止，Ｖo=ＶI；若 ＶI ≤-1.2V，稳压管正向导通，Ｖo=-1.2V。 图（b）中：

在输入信号正半周， 若 ＶI<7.6V， 稳压管反向截止，Ｖo=ＶI；若 ＶI ≥7.6V 稳压管反向击穿，Ｖo=7.6V。

在输入信号负半周， 若ＶI> -5.6V，稳压管截止，Ｖo=ＶI；若 ＶI ≤-5.6V，稳压管正向导通，Ｖo=-5.6V。

单 元 检 测（一）

1、PN结外加正向电压时，扩散电流_______漂移电流，耗尽层_______。

2、在图所示的电路中，当电源V=5V时，测得

I=1mA。若把电源电压调整到V=10V，则电流的大小将

7

是_____。

A.I=2mA B.I<2mA C.I>2mA

3、图中D1-D3为理想二极管，A，B，C灯都相同，试问哪个灯最亮？

4、设硅稳压管Dz1和Dz2的稳定电压分别为5V和10V，求图中电路的输出电压Uo。已知稳压管的正向压降为0.7V。

5、图所示的电路中，Dz1和Dz2为稳压二极管，其稳定工作电压分别为6V和7V，且具有理想的特性。由此可知输出电压Uo为_______。

6、图所示电路，设Ui=sinωt(V)，V=2V，二极管具有理想特性，则输出电压Uo的波形应为图示_______图。

7、判断右图所示电路中各二极管是否导通,并求A,B两端的电压值。设二极管正向压降为0.7V。

8、二极管最主要的特性是____________，它的两个主要参数是反映正向特性的____________和反映反向特性的____________。 单元检测答案

1. 大于、变窄 2.C 3.B灯 4.0.7V 5.1V 6. A 7. D2导通，D1截止 V=-5.3V 8. 单向导电性、最大整流电流、反相击穿电压

8