第一章 半导体二极管及其应用 二极管伏安特性 例1-1 例1-2 例1-3 二极管电路分析 例1-4 例1-5 例1-6 例1-7 例1-8 稳压管电路及其分析 例1-9 例1-10 例1-11 【例1-1】分析图所示电路得工作情况,图中I为电流源,I=2mA。设20℃时二极管得正向电压降UD=660mV,求在50℃时二极管得正向电压降。该电路有何用途？电路中为什么要使用电流源？
【相关知识】
二极管得伏安特性、温度特性,恒流源。
【解题思路】
推导二极管得正向电压降,说明影响正压降得因素及该电路得用途。
【解题过程】
该电路利用二极管得负温度系数,可以用于温度得测量。其温度系数–2mV/℃。 20℃时二极管得正向电压降
UD=660mV 50℃时二极管得正向电压降
UD=660 –(2′30)=600 mV
因为二极管得正向电压降UD就是温度与正向电流得函数,所以应使用电流源以稳定电流,使二极管得 正向电压降UD仅仅就是温度一个变量得函数。
【例1-2】电路如图(a)所示,已知,二极管导通电压。试画出uI与uO得波形,并标出幅值。
图(a)
【相关知识】
二极管得伏安特性及其工作状态得判定。
【解题思路】
首先根据电路中直流电源与交流信号得幅值关系判断二极管工作状态;当二极管得截止时,uO=uI;当二极管得导通时,。
【解题过程】
由已知条件可知二极管得伏安特性如图所示,即开启电压Uon与导通电压均为0、7V。
由于二极管D1得阴极电位为＋3V,而输入动态电压uI作用于D1得阳极,故只有当uI高于＋3、7V时 D1才导通,且一旦D1导通,其阳极电位为3、7V,输出电压uO=＋3、7V。由于D2得阳极电位为－3V, 而uI作用于二极管D2得阴极,故只有当uI低于－3、7V时D2才导通,且一旦D2导通,其阴极电位即为 －3、7V,输出电压uO=－3、7V。当uI在－3、7V到＋3、7V之间时,两只管子均截止,故uO=uI。
uI与uO得波形如图(b)所示。
图(b)
【例1-3】某二极管得反向饱与电流,如果将一只1、5V得干电池接在二极管两端,试计算流过二极管得电流有多大？
【相关知识】
二极管得伏安特性。
【解题思路】
(1)根据二极管得伏安特性求出流过二极管得电流。
(2)根据二极管两端得电压及流过二极管得电流求出二极管得等效直流电阻。
【解题过程】
如果将干电池得正、负极分别与二极管得阴极、阳极相接,二极管反向偏置,此时流过二极管得电 流等于。反之,流过二极管得电流等于:
此时二极管得等效直流电阻为:
实际上电池得内阻、接线电阻与二极管得体电阻之与远远大于RD,流过二极管得电流远远小于计算 值。电路中得电流值不仅仅就是由二极管得伏安特性所决定,还与电路中得接线电阻、电池得内阻与 二极管得体电阻有关。通常这些电阻都非常小,足以使二极管与干电池损坏。因此,实际应用时电 路中必须串接适当得限流电阻,以防损坏电路元器件。
【例1-4】电路如图(a)所示,二极管得伏安特性如图(b)所示,常温下UT≈26mV,电容C对交流信号可视为短路;ui为正弦波,有效值为10 mV。试问:
(1)二极管在ui为零时得电流与电压各为多少? (2)二极管中流过得交流电流有效值为多少？
第一章 半导体二极管及其应用典型例题
