2.4.1 二极管 V- I 特性的建模
2.4.2 应用举例
2.4 二极管基本电路及其分析方法
2.4.0 非线性元件的认识
2.4.0 非线性元件的认识
1,线性元件回顾
电阻：元件两端的电压是元件通过的电流的线性函数 Rui
电容：元件存储的电荷是元件两端的电压的线性函数
Cqu
电感：元件内部的磁通是元件通过的电流的线性函数
L i
VDD
i
u
R
2.4.0 非线性元件的认识
i D / mA
1,0
0,5
– 0,5– 1,0 0,50 1,0? D /V
)1( /SD D TVveIi
3,半导体二极管的非线性伏安特性
2,线性电阻的伏安特性即是欧姆定律
数学模型方法
图解分析方法
模型简化方法－折线化或其他简化模型
小信号线性化方法
4,含非线性元件的电路一般分析方法其本质是对非线性元件伏安特性的模型再构建
2.4.0 非线性元件的认识
2.4.1 二极管 V- I 特性的建模设有如右图含二极管的非线性电路，电路分析要解出 iD 和 vD
D /
DS
D D D D
( 1 ) ( 1 )
( V ) R ( 2 )
TvVi I e
iv
(1) 采用数学模型方法，需解非线性方程由,iD=(VDD-vD)/R
（ 2）应用图解分析方法
vD ＝ 0 时
iD=VDD/R
iD ＝ 0 时 vD =VDD
因为加有正向电压，所以在二极管的正向伏安特性上作负载线
VDD
i
u
iD
vD
VDD／ R
则在两线的交叉点上为所求
2.4.1 二极管 V-I特性的建模
1,理想模型 3,折线模型2,恒压降模型
（ 3）应用简化模型方法
2.4.1 二极管 V-I特性的建模
)1( /SD D TVveIi
根据得 Q点处的微变电导
Qdv
dig
D
D
d? Q
Vv
T
Te
V
I /S D?
TV
ID?
d
d
1
gr?
则
DI
VT?
常温下（ T=300° K）
)mA(
)mV(26
DD
d II
Vr T
D
D
d i
vr
即二极管工作在正向特性的某一小范围内时，
其正向特性可以等效成一个微变电阻。
（ 4）小信号模型
2.4.1 二极管 V-I特性的建模
1,简化模型法分析静态工作情况（直流工作点）
2.4.2 二极管电路 应用举例电路如右图：分别
VDD =10V和 1V求解电路直流工作状态，
设 R=10 K
+
D
iD
V DD
(1) VDD=10V
V 0D?V
理想模型：
D D D / 1 m Ai V R
+
D
iD
V DD
恒压模型
D 0.7 VV?
D D D D( ) / 0,9 3 m Ai V V R
+
D
iD
V DD
V D
2.4.2 应用举例折线模型 0,5 V
2 0 0
th
D
V
r
+
vD
iD
VDD
VD
D D th
D
()
0,9 3 1 m A
0,6 9 V
D
D th D D
VV
i
Rr
V V i r
（ 2） VDD=1V 时理想模型恒压模型
D 0,1 m Ai?
D 0,03 m Ai?
折线模型
D 0,0 4 9 m A
0,5 1 VD
i
V
结论理想模型便于计算，
折线模型比较精确，恒压模型适中。
根据所加电压 Vi选择模型：当 Vi较大时，用理想模型；当 Vi接近 VD时，
用恒压模型或折线模型 。
例 2.4.2 提示
O
+
D
( a) ( b )
V
R EF
I
+
R
O
+
V
on
V
R EF
I
+
R
O /V
O /V
t
t
斜率
V
R EF
+ V
on
= 3,7 V
I / V
( c) ( d )
3,7 V
时 V 73 1 R E FonI,)()( VVv
O
+
V R E F
I
+
R
关断时 V 73 2 R E FonI,)()( VVv
O
+
V on
V R E F
I
+
R
恒压
2,限幅电路
（正反向特性）
2.4.2 应用举例
4,稳压电路
（小信号特性）
+
vD
iD R
VI
稳压电路
△ VI
Di?
rd △ vD
△ VI
VI
D DDi I i
D vD
D DDv V v
等效电路 交流等效电路提示：待稳压电压的直流分量决定二极管的 Q点在 Q点上求得稳定电压 VD和工作电流 ID
由 Q点计算交流电阻 rd
2.4.2 应用举例
非线性元件的特点及其一般分析方法
二极管伏安特性的四种建模方法
简化模型方法：应用、条件、特点
图解方法和小信号分析方法的应用本节中的有关概念
{end}
思考与习题习 题,P.61-2.4.2,2.4.4,2.4.5
2.4.2 应用举例
2.4 二极管基本电路及其分析方法
2.4.0 非线性元件的认识
2.4.0 非线性元件的认识
1,线性元件回顾
电阻：元件两端的电压是元件通过的电流的线性函数 Rui
电容：元件存储的电荷是元件两端的电压的线性函数
Cqu
电感：元件内部的磁通是元件通过的电流的线性函数
L i
VDD
i
u
R
2.4.0 非线性元件的认识
i D / mA
1,0
0,5
– 0,5– 1,0 0,50 1,0? D /V
)1( /SD D TVveIi
3,半导体二极管的非线性伏安特性
2,线性电阻的伏安特性即是欧姆定律
数学模型方法
图解分析方法
模型简化方法－折线化或其他简化模型
小信号线性化方法
4,含非线性元件的电路一般分析方法其本质是对非线性元件伏安特性的模型再构建
2.4.0 非线性元件的认识
2.4.1 二极管 V- I 特性的建模设有如右图含二极管的非线性电路，电路分析要解出 iD 和 vD
D /
DS
D D D D
( 1 ) ( 1 )
( V ) R ( 2 )
TvVi I e
iv
(1) 采用数学模型方法，需解非线性方程由,iD=(VDD-vD)/R
（ 2）应用图解分析方法
vD ＝ 0 时
iD=VDD/R
iD ＝ 0 时 vD =VDD
因为加有正向电压，所以在二极管的正向伏安特性上作负载线
VDD
i
u
iD
vD
VDD／ R
则在两线的交叉点上为所求
2.4.1 二极管 V-I特性的建模
1,理想模型 3,折线模型2,恒压降模型
（ 3）应用简化模型方法
2.4.1 二极管 V-I特性的建模
)1( /SD D TVveIi
根据得 Q点处的微变电导
Qdv
dig
D
D
d? Q
Vv
T
Te
V
I /S D?
TV
ID?
d
d
1
gr?
则
DI
VT?
常温下（ T=300° K）
)mA(
)mV(26
DD
d II
Vr T
D
D
d i
vr
即二极管工作在正向特性的某一小范围内时，
其正向特性可以等效成一个微变电阻。
（ 4）小信号模型
2.4.1 二极管 V-I特性的建模
1,简化模型法分析静态工作情况（直流工作点）
2.4.2 二极管电路 应用举例电路如右图：分别
VDD =10V和 1V求解电路直流工作状态，
设 R=10 K
+
D
iD
V DD
(1) VDD=10V
V 0D?V
理想模型：
D D D / 1 m Ai V R
+
D
iD
V DD
恒压模型
D 0.7 VV?
D D D D( ) / 0,9 3 m Ai V V R
+
D
iD
V DD
V D
2.4.2 应用举例折线模型 0,5 V
2 0 0
th
D
V
r
+
vD
iD
VDD
VD
D D th
D
()
0,9 3 1 m A
0,6 9 V
D
D th D D
VV
i
Rr
V V i r
（ 2） VDD=1V 时理想模型恒压模型
D 0,1 m Ai?
D 0,03 m Ai?
折线模型
D 0,0 4 9 m A
0,5 1 VD
i
V
结论理想模型便于计算，
折线模型比较精确，恒压模型适中。
根据所加电压 Vi选择模型：当 Vi较大时，用理想模型；当 Vi接近 VD时，
用恒压模型或折线模型 。
例 2.4.2 提示
O
+
D
( a) ( b )
V
R EF
I
+
R
O
+
V
on
V
R EF
I
+
R
O /V
O /V
t
t
斜率
V
R EF
+ V
on
= 3,7 V
I / V
( c) ( d )
3,7 V
时 V 73 1 R E FonI,)()( VVv
O
+
V R E F
I
+
R
关断时 V 73 2 R E FonI,)()( VVv
O
+
V on
V R E F
I
+
R
恒压
2,限幅电路
（正反向特性）
2.4.2 应用举例
4,稳压电路
（小信号特性）
+
vD
iD R
VI
稳压电路
△ VI
Di?
rd △ vD
△ VI
VI
D DDi I i
D vD
D DDv V v
等效电路 交流等效电路提示：待稳压电压的直流分量决定二极管的 Q点在 Q点上求得稳定电压 VD和工作电流 ID
由 Q点计算交流电阻 rd
2.4.2 应用举例
非线性元件的特点及其一般分析方法
二极管伏安特性的四种建模方法
简化模型方法：应用、条件、特点
图解方法和小信号分析方法的应用本节中的有关概念
{end}
思考与习题习 题,P.61-2.4.2,2.4.4,2.4.5
