模拟电子课件.ppt

1、模拟电子技术模拟电子技术 A n a l o g C i r c u i t s A n a l o g C i r c u i t s耿苏燕主编耿苏燕主编参考教材：胡宴如主编参考教材：胡宴如主编.模拟电子技术基础模拟电子技术基础.高教出版社高教出版社模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术 A n a l o g C i r c u i t s A n a l o g C i r c u i t s 第第1 1章章 半导体二极管半导体二极管 第第2 2章章 半导体三极管半导体三极管 第第3 3章章 放大电路基础放大电路基础 第第4 4章章 负反馈放大电路与基本运算电路负反馈放大电路与

2、基本运算电路 第第5 5章章 线性集成电路的应用线性集成电路的应用 第第6 6章章 集成模拟乘法器及其应用集成模拟乘法器及其应用 第第7 7章章 信号产生电路信号产生电路 第第8 8章章 直流稳压电源直流稳压电源模拟电子技术模拟电子技术 A n a l o g C i r c u i t s A n a l o g C i r c u i t s第第 1 章半导体二极管章半导体二极管 1.1 半导体的基础知识半导体的基础知识1.2 半导体二极管的特性及主要参数半导体二极管的特性及主要参数1.3 二极管电路的分析方法二极管电路的分析方法1.4 特殊二极管特殊二极管1.5 半导体二极管特性的测试与

3、应用半导体二极管特性的测试与应用本章小结本章小结模拟电子技术模拟电子技术 A n a l o g C i r c u i t s A n a l o g C i r c u i t s1.3 1.3 二极管电路的分析方法二极管电路的分析方法主要要求：主要要求：掌握二极管电路的理想模型分析法和恒压降模型分析法。掌握二极管电路的理想模型分析法和恒压降模型分析法。了解图解分析法和微变等效电路分析法。了解图解分析法和微变等效电路分析法。了解二极管的一般应用。了解二极管的一般应用。二极管理想模型和恒压降模型的含义及其应用二极管理想模型和恒压降模型的含义及其应用 重点：重点：模拟电子技术模拟电子技术 A

4、n a l o g C i r c u i t s A n a l o g C i r c u i t s一、二极管的理想模型分析法和恒压降一、二极管的理想模型分析法和恒压降 模型分析法模型分析法iDuDO O模拟电子技术模拟电子技术 A n a l o g C i r c u i t s A n a l o g C i r c u i t s一、二极管的理想模型分析法和恒压降一、二极管的理想模型分析法和恒压降 模型分析法模型分析法（一）理想模型和恒压降模型的建立（一）理想模型和恒压降模型的建立UD(on)等等效效电电路路模模型型符符号号SS正偏导通，正偏导通，uD=0iDuD理理想想模模型型

5、反偏截止，反偏截止，iD=0，U(BR)=含义：含义：O OUD(on)=0.7 V(Si)0.2 V(Ge)iDuD恒恒压压降降模模型型O O模拟电子技术模拟电子技术 A n a l o g C i r c u i t s A n a l o g C i r c u i t siDuD恒恒压压降降模模型型UD(on)=0.7 V(Si)0.2 V(Ge)O O含义：含义：u D U D(on)时导通，时导通，二极管等效为恒压源，二极管等效为恒压源，其值为其值为U D(on)UD(on)u D U D(on)UD(on)u D U D(on)u D 0.7V，二极管导通，二极管导通，等效为等效

6、为 0.7 V 的恒压源的恒压源模拟电子技术模拟电子技术 A n a l o g C i r c u i t s A n a l o g C i r c u i t sUO=VDD1 UD(on)=（15 0.7）V=14.3 VIO=UO/RL=14.3 V/3 k =4.8mAI1=IO+I2=（4.8+2.3）mA=7.1 mAI2=(UO VDD2)/R=(14.3 12)V/1 k =2.3 mA（二）理想模型和恒压降模型应用举例（二）理想模型和恒压降模型应用举例解：解：假设二极管断开假设二极管断开例例2 试求下图硅二极管电路中电流试求下图硅二极管电路中电流 I1、I2、IO 和输出

7、电压和输出电压 UO 值值PNVDD2UORLR1 k 3 k IOI1I215 V12VVDD10.7VUP=15 V9V12V133V RR RDD2LLNUUP N 0.7V，二极管导通，二极管导通，等效为等效为 0.7 V 的恒压源的恒压源模拟电子技术模拟电子技术 A n a l o g C i r c u i t s A n a l o g C i r c u i t s例例3 下图所示的下图所示的二极管电路中，设二极管电路中，设 VDA、VDB 均为理想二极均为理想二极管，当输入电压管，当输入电压 UA、UB 为低电压为低电压 0 V 和高电压和高电压 5 V 的不同的不同组合时，

8、求输出电压组合时，求输出电压 UO 的值。的值。UAUBUOR3 k 12 VVDDVDAVDBBAY输入电压输入电压理想二极管理想二极管输出输出电压电压UAUBVDAVDB0 V 0 V正偏正偏导通导通正偏正偏导通导通0 V解：解：UOR3 k 12 VVDDVDAVDBBAY0V0V12V12VUAUBUOR3 k 12 VVDDVDAVDBBAYUOR3 k 12 VVDDVDAVDBBAY0V0V0V0V模拟电子技术模拟电子技术 A n a l o g C i r c u i t s A n a l o g C i r c u i t sUAUBUOR3 k 12 VVDDVDAVDB

9、BAY例例3下图所示的下图所示的二极管电路中，设二极管电路中，设 VDA、VDB 均为理想二极均为理想二极管，当输入电压管，当输入电压 UA、UB 为低电压为低电压 0 V 和高电压和高电压 5 V 的不同的不同组合时，求输出电压组合时，求输出电压 UO 的值。的值。输入电压输入电压理想二极管理想二极管输出输出电压电压UAUBVDAVDB0 V 0 V正偏正偏导通导通正偏正偏导通导通0 V0 V 5 V正偏正偏导通导通0 V解：解：反偏反偏截止截止UOR3 k 12 VVDDVDAVDBBAY0V5VUAUBUOR3 k 12 VVDDVDAVDBBAYUOR3 k 12 VVDDVDAVDB

10、BAY0V5V12V12VUOR3 k 12 VVDDVDAVDBBAY0V5V0V0V模拟电子技术模拟电子技术 A n a l o g C i r c u i t s A n a l o g C i r c u i t s例例3下图所示的下图所示的二极管电路中，设二极管电路中，设 VDA、VDB 均为理想二极均为理想二极管，当输入电压管，当输入电压 UA、UB 为低电压为低电压 0 V 和高电压和高电压 5 V 的不同的不同组合时，求输出电压组合时，求输出电压 UO 的值。的值。UAUBUOR3 k 12 VVDDVDAVDBBAY输入电压输入电压理想二极管理想二极管输出输出电压电压UAUB

11、VDAVDB0 V 0 V正偏正偏导通导通正偏正偏导通导通0 V0 V 5 V正偏正偏导通导通反偏反偏截止截止0 V5 V 0 V反偏反偏截止截止正偏正偏导通导通0 V5 V 5 V正偏正偏导通导通正偏正偏导通导通5 V解：解：实现了与功能实现了与功能UAUBUOR3 k 12 VVDDVDAVDBBAYUOR3 k 12 VVDDVDAVDBBAY5V5V12V12VUAUBUOR3 k 12 VVDDVDAVDBBAYUOR3 k 12 VVDDVDAVDBBAY5V5V5V5V模拟电子技术模拟电子技术 A n a l o g C i r c u i t s A n a l o g C i

12、 r c u i t s断开二极管，分析各二极管的导通条件：断开二极管，分析各二极管的导通条件：VD1只能在只能在u i 2.7V 时导通；时导通；VD2只能在只能在u i -4.7V时导通；时导通；故故-4.7V u i 2.7V 时，时，VD1管导管导通，通，VD2管截止，管截止，u O 2.7V；当当-4.7V u i 2.7V 时，时，VD1管管和和VD2管均截止，管均截止，u O u i；当当 u i -4.7V 时，时，VD1管截止，管截止，VD2管导通，管导通，u O -4.7V。解：解：（2）画出电压传输特性曲线和）画出电压传输特性曲线和u i和和u O的波形如下图所示。的波形

13、如下图所示。5.1k-+ui+-2V+-VD24V-+uOVD1+-0.7V-VD26V+VD15.1k-+ui+-2V+-VD24V-+uOVD15.1k-+ui+-2V+-VD24V-+uOVD15.1k-+ui+-2V+-VD24V-+uOVD15.1k-+ui+-2V+-VD24V-+uOVD1_ _+0.7V5.1k-+ui+-2V+-VD24V-+uOVD1-1924-2-40BADCui/V24-4-2uo/V(a)(a)电压传输特性电压传输特性-4.72.70tuo/Vt0(b)(b)u i和和u O的波形的波形ui/V2.7-4.710-10 双向限幅电路双向限幅电路用以限制

14、信号电用以限制信号电压范围，常用作保护电路。压范围，常用作保护电路。5.1k-+ui+-2V+-VD24V-+uOVD1模拟电子技术模拟电子技术 A n a l o g C i r c u i t s A n a l o g C i r c u i t s小结小结分析二极管电路时，首先要分析二极管电路时，首先要确定二极管的工作状态确定二极管的工作状态，然后，然后用用合适的模型去替代合适的模型去替代二极管，从而使电路分析简化。二极管，从而使电路分析简化。理想模型：理想模型：正偏导通正偏导通 电压降为零电压降为零 相当开关合上相当开关合上 反偏截止反偏截止 电流为零电流为零 相当开关断开相当开关断

15、开恒压降模型：恒压降模型：正偏电压正偏电压 UD(on)时导通时导通 等效为恒压源等效为恒压源 UD(on)否则截止，二极管等效为开路。否则截止，二极管等效为开路。在分析二极管时，通常采用理想模型和恒压降模型。在在分析二极管时，通常采用理想模型和恒压降模型。在VDD 大时，大时，两种模型均可采用，其中理想模型两种模型均可采用，其中理想模型更为简单；更为简单；VDD 小时，小时，宜采用恒压降模型。宜采用恒压降模型。模拟电子技术模拟电子技术 A n a l o g C i r c u i t s A n a l o g C i r c u i t s利用二极管可以构成门电路、限幅电路、整流电路等。利用二极管可以构成门电路、限幅电路、整流电路等。作业：作业：1.3/1.6/1.8(b)EWB仿真实验：仿真实验：P2223，“二、二极管特性及基本应用电路测试二、二极管特性及基本应用电路测试”下节课内容：下节课内容：图解分析法和微变等效电路分析法图解分析法和微变等效电路分析法