【笔记】1.3 二极管应用电路举例

一、二极管的近似模型

1、理想模型

就是直接把正向导通看作导线，反向截止看作断路。

U>0,D ON
U<0,D OFF
这里的D指二极管，ON/OFF表示二极管连通/断开的状态。

用于外加电压≥二极管压降（一般U＞5V）的情况下，而且是用于判断二极管是否导通。

2、恒压降模型

把正向导通后的部分看作导线，未达到正向导通部分看作断路。

$U_{ON}$为导通电压，$U>U_{ON}$时D ON，且$U_D=U_{ON}$

适用范围：$I_D>1mA$，应用范围很广。

3、折线模型

此时的UI之间是斜线的关系，所以涉及到求R的问题。

二、二极管的基本应用电路（主要涉及二极管的导通与否对电路的影响）

1、开关电路

（1）单管

1. 假设D OFF，此时电路中是没有I的：$u_{+}=-5V,u_{-}=-10V,u_{+}>u_{-}$
2. 因为正向电压，所以D ON：根据KVL $u_o+5=0=>u_o=-5V$

1. 假设D OFF，此时电路中是没有I的：$u_{+}=-10V,u_{-}=-5V,u_{+}<u_{-}$
2. 因为反向电压，所以D OFF：根据KVL $u_o+10=0=>u_o=-10V$

（2）多管

优先导通原则：正向电压大的先导通。

1. 假设两管都是OFF：$u_{D1}=5V,u_{D2}=10V,u_{D1}<u_{D2}$
2. 根据优先导通原则，D2先变成ON，D1还是OFF，$u_A=-5V$（这里确定$u_A=-5V$的操作称为钳位）
3. $u_{D1}=-5V$所以D1 OFF

2、限幅电路

单向限幅

已知$u_R$的情况下（$u_R$是不断变化的），求$u_o$：

对于D来说，正极电压为$u_i$，负极电压为$u_R$。

• 当$u_i<u_R$时，D OFF，$u_o=u_i$
• 当$u_i>u_R$时，D ON，$u_o=u_R$
  

双向限幅

在上述电路中实现了对正向电压的限幅，但是若要双向限幅，怎么设计电路？

只需要并联一个支路，并且把D和电源反向。

对于$u_i>0$的部分参考上面的单向限幅。

$u_i<0$，D1的正极电压一直小于负极电压，D1 OFF

$-3.7<u_i<0$，D2的正极电压小于负极电压，D2 OFF，$u_o=u_i$

$u_i<-3.7$，D2的正极电压大于负极电压，D2 ON，$u_o=3.7V$