二极管电路分析方法

二极管电路分析方法—例1例1：判断D1、D2的状态，并求VO。已知RD210V+-15VD1++--OVAB1B2解：①、假定D1、D2管断开VVVVBAAB1501511VVVVBAAB25)10(1522②、由DABABVVV12得，D2管优先导通VVVDA3.910③、假定D1管断开DBAABVVVVV3.903.911得，D1管截止VVVAO3.9VVD7.0D1V1+-D2++--OvV2+-IvR二极管构成的限幅电路—例52()ILDVVV1IHDVVV当vIVIL，D2导通，D1截止，vo＝VIL当vIVIH，D1导通，D2截止，vo＝VIH当VILvIVIH，D1、D2均截止，vo＝vIOvOvIVIHVIHVILVILviIZIZmaxVZIZ曲线越陡，电压越稳定。-+VZ动态电阻：ZZIVZrrz越小，稳压性能越好。Q-VZ0ZzzZIrVV0一、稳压二极管利用二极管反向击穿特性实现稳压。稳压二极管稳压时工作在反向电击穿状态。3.5特殊二极管（4）稳定电流IZ、最大、最小稳定电流IZM、IZmin。（5）耗散功率maxZMZZPVI稳压二极管的参数:（1）稳定电压VZ（2）电压温度系数CTV（%/℃）稳压值受温度变化影响的的系数。（3）动态电阻ZZVZIrRLD+-OV+-IVRIRIZIO并联式稳压电路BECNNP基极发射极集电极基区：较薄，掺杂浓度低集电区：面积较大发射区：掺杂浓度较高发射结集电结简介BCENPN放大状态下BJT的工作原理BJT内部有两个PN结，在应用中可能有三种工作状态：放大：发射结正偏，集电结反偏饱和：两个PN结均正偏截止：两个PN结均反偏思考：试判断三极管的工作状态5V0.7V0V(a)-0.2V0V(b)0V-3V-2.7V(c)-6V-3.7V-3V(d)3V0.3V0V(e)1V-0.7V0V(f)0.3V放大截止截止放大饱和放大BJT的电流分配关系（1）电流分配关系是指晶体三极管在放大状态下各级电流之间的关系式。BEECIBIC三种连接方式共发射极接法、共集电极接法、共基极接法BECIBIECBBECIEIC无论哪种连接方式，要使三极管能放大电流，必须使发射结正偏，集电结反偏。BCIIBCEIIIBEII)1(注意:1、只有三极管工作在放大模式，上述基本关系式才成立2、上述电流分配基本关系式与组态（连接方式）无关3、在一定的电流范围内，与为常数，则IC与IE，IC与IB之间成线性控制关系。BJT的电流分配关系（3）CEII放大电路的分析方法放大电路分析3、利用小信号等效电路分析电路动态指标（Ri、Ro、Av或Ai）。1、画直流通路1、画交流通路2、由交流通路画出小信号等效电路，并计算小信号电路参数。直流分析交流分析2、计算静态工作点用BJT小信号模型分析基本放大电路RCRsT+vCE-+vBE-Rb+vo-RLVCC+Vs-如何变化？开路，若。试求该电路的，的设图所示电路中例vLoivLCbCCBEQbbARRRAkRRkRVVVVr,',,4,300,12.7.0,20040BJT4.3.2一、直流分析1、画直流通路，计算静态工作点RC+VBE-RbVCCVRIVVCCQCC645.112CEQAkVRVVIBBEQCCQB7.37300)7.012(mAAIIQB5.17.3740CQ890107.3726200)401(200)1(3'EQTebbbeIVrrrber求出)2(二、交流分析1.画出交流通路和小信号等效电路（耦合电容短路，VCC=0）RCRLRbRsvs+-vo2.利用小信号等效电路求Ri、Ro、Av。RC+-RsvobceRbRL+-vsberbioR+vi_iR（1）输入电阻890///beBbeiiirRrivR（2）输出电阻0sv0bikRRCo4（3）电压增益iovvvA/90)//('beLbebLCbrRriRRi（4）负载开路时电压增益iovvvA/180becbebcbrRriRivbeibvceicrbeibibbcecbeBJT的微变等效电路'26(1)bebbEQrrI例4.4.1如图所示电路中VVkrBJTkRkRkRkRkRVVBEQceLCebbCC7.0,10080,2.6,3.3,2,20,56,1621，的Rb1VCCRCC1C2Rb2ReRLvoRsvs+-)2(,(1),F50R)3(;R,,A2VII1,CECQBQCQ21重复求解的电容两端并联若在及）计算（；，和，）估算静态电流（：短路。试完成下列工作对交流信号可视为设电容eeosovsivCvvARCI1I2IBQRb1+VCCRCTRb2ReICQVBQBQII1(2)静态工作点的估算212bbbCCBQRRRVVeBQeBEQBQEQCQRVRVVII)(CEQeCCQCCRRIVV若可以认为与温度无关。2、动态性能分析Rb1RcRLvivoRb2RerbeRCRLReiibicibiRbivov'//LbLCboRiRRivebeLvRrRA)1('ebebeebebiRriRiriv)1(Rb1VCCRCC1C2Rb2ReRLvoRsvs+-RB1+VCCRCC1C2TRB2CERE1RLvivoRE2问题：如果电路如下图所示，如何分析？多级放大器+-RsRL第一级放大器第二级放大器第三级放大器-vi1+-vo1+-vo2+-vo+为了实现高增益和其它某些特定的要求，实际放大器一般都是由多级组成。21iovv3ooRR32iovv1iiRRsovvvAsiiiiiiovvvvvvvv11223311123isivvvRRRAAA+_RsRL_vi1+_vo1+_vo2+Ri1+_Ro1vot1+_Ro2vot2+_Ro3vot3Ri2Ri3vsvo第六章差动放大电路的工作原理21iiidvvv3、任意输入信号任意输入信号可分解为一对差模信号与一对共模信号的组合，即：其中：vic为共模信号，vid与-vid为一对差模信号，有：221iicvvv差动放大电路只对其中的差模信号进行放大。结论（1）无论差动放大电路的输入信号为何种类型，电路只对其中的差模信号进行放大。（2）与单管放大电路相比，差动放大电路的特点是有效的放大差模信号、有效的抑制共模信号，即有效的抑制零漂。当两个输入信号满足时，称为任意输入信号。21iivv12idiicvvv22idiicvvv（1)静态分析直流通路BEEEEEEEVVIR令vi1=vi2=0RCVCCT1REERCVEE+RLvoT2021BQBQVV120.7BEQBEQBEVVVV0.7EQBEVVV21EQEQIIEEEQEQIII212EECQEQIIIEEI1CQI2CQI2、工作原理7.021CCQCCCECERIVVV021CQCQOVVV射极耦合差分式放大电路分析（2）VEQREE对差模信号作用：vid1vid2ib1,ic1ib2,ic2ic1=-ic2iee=ie1+ie2=0vee=0REE对差模信号不起作用，可视为短路RCVCCT1REERCVEEvid1vid2++RL+voT2RL差模分析的处理：RL一分为二，各与RC并联ib2ib1ic2ic1iee射极耦合差分式放大电路分析（4）差模交流通路：RCT1RCvid1vid2+++T2+vod1vod22LR2LRRCT1RCvid1vid2++T22LR2LR+vod1vod2+vod+射极耦合差分式放大电路分析（5）半边差模特性:输入电阻1idbeRr输出电阻1odCRR电压增益111/idodvdvvA(//)2LCbeRRr差模特性：差模输入电阻122ididbeRRr差模输出电阻122ododCRRR单端输出双端输出12ododCRRRvod1RL/2RCibvid1rbeib射极耦合差分式放大电路分析（6）差模电压增益单端输出双端输出1111(//)22ododCLvdididbevvRRAvvr2222(//)22ododCLvdididbevvRRAvvr11(//)2LCododvdididbeRRvvAvvrRCT1RCvid1vid2++T22LR2LR+vod1vod2+vod+总结：1、单端输出增益为共射增益的一半，双端输出增益为共射增益。2、单端输出时，T1管反相端，T2管同相端。射极耦合差分式放大电路分析（7）集成运算放大器组成输入级：多采用各种改进型的差动放大电路，以抑制温漂。中间级：多采用一级或两级有源负载的共射放大电路，以提供高电压放大倍数。输出级：多采用功率放大电路，以输出一定的功率。偏置电路：多采用镜像恒流源电路。输入级中间级输出级v+v-vo偏置电路电路有电平位移功能输出级经常加有过载保护电路两级之间插入隔离级集成运放中常采取的改进电路性能措施理想运放的条件voAir0or0vooNPAvvv虚短路NPvv放大倍数与负载无关。分析多个运放级联组合的线性电路时可以分别对每个运放进行。0NPii虚断路运放工作在线性区的特点第二章集成运放理想化条件CMRKBW0失调和温漂例2.4.1求图所示电路的输出电压vo2的表达式，并说明该电路的特点。-R21+A1vi1vo1R1R2-R22+A2vo2R22vi2vNR2222222222''22)1(ioovRRRRRvv产生的输出电压由11212221222'211-iooovRRRRvRRvv产生的输出电压由112111iovRRv解：)2(12222''2'22iiooovvRRvvv电路的输入电阻为无穷大。当R1=R21时i1iFtvi0Rvii1dtdvCioFdtvRCvio1tvo0输入方波，输出是三角波。vi-++RR2Cvo1、积分电路应用举例2.4.4积分电路vi-++RR2Cvot=0t1t20401205-10st/VvI/t1t20401208st/VvO/的波形。出电压为零，试画出输所示，电容的初始电压波形如图输入电压电路中电源电压oIvvnFCkRVVVV,5,10,15,15)()()(4011ttRCvtvtvstIootRCvdtvRCvIio-1解：第七章判断反馈类型：正、负反馈串、并联反馈电压、电流反馈负反馈对放大电路主要参数的影响：增益、输入电阻、输出电阻例7.5.1试写出在深度负反馈条件下该电路的闭环电压增益表达式。+vs_Rb1+_ARC1RC2Rb2RfVCC-VEEI2vfviT1T2T3I1vo⊕⊕⊕⊕⊕电压串联负反馈从发射极断开ofbbfvRRRv2222fbooffssibRRvvAAvvRvv增益ifR0ofR理想的电压放大器假设vi为正弦波且幅度足够大，T1、T2导通时均能饱和，此时输出达到最大值。VomiL-VCCRLviT1T2vo+VCC若忽略晶体管的饱和压降，则负载（RL)上的电压和电流的最大幅值分别为：LCComCComRVIVV第八章、乙类功放功率性能分析vi-VCCT1T2vo+VCCRLiL交越失真死区电压vivovov´otttt交越失真：输入信号vi在过零前后，输出信号出现的失真便为交越失真。乙类功放存在的问题(交越失真)功放如图所示。已知VCC=26V，RL=8Ω，T1