模拟电子技术 二极管电路 个人笔记

在学,就是一点点笔记,有错误的话,望请大佬指正,非常感谢。

目录

      • 二极管结构与伏安特性
        • 二极管的结构
        • 二极管的分类
        • 二极管的伏安特性及参数
          • 不同电压
            • 二极管两端加正向电压时就产生正向电流当正向电压较小时
            • 当正向电压超过门槛电压时
            • 极管两端加上反向电压时
            • 二极管反向电压加到一定数值时
          • 最大整流电流IF:
          • 最高反向工作电压:
          • 极间电容:(在高频时要考虑极间电容)
          • 最高工作频率:
      • 二极管基本电路及其分析方法
        • 二极管四种建模
          • 1. 理想模型
          • 2. 恒压降模型
          • 3. 折线模型
          • 4. 小信号模型
        • 分析方法应用
        • 晶体二极管基本电路
      • 二极管种类
        • 稳压管
          • (一)稳压管的伏安特性和符号
          • (二)稳压管的参数
          • (三)稳压管组成的稳压电路
          • (四)稳压二极管的应用
        • 变容二极管
        • 光电二极管
        • 发光二极管

二极管结构与伏安特性

二极管的结构

将PN结封装,引出两个电极,就构成了二极管
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二极管的分类

  1. 按材料分:
    硅二极管锗二极管砷化镓二极管等。
  2. 按用途分:
    整流稳压开关发光光电变容阻尼等二极管。
  3. 按封装形式分:
    塑封金属封等二极管。
  4. 按功率分:
    大功率中功率小功率等二极管。
  5. 按结构不同
    点接触型:适用于高频检波和数字电路开关。
    面接触型:适用于整流
  6. 掺杂质浓度不同
    对称PN型P+N型PN+型

二极管的伏安特性及参数

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不同电压
二极管两端加正向电压时就产生正向电流当正向电压较小时

死区电压/门槛电压/阈值电平

正向电流极小(几乎为零)这一部分称为死区,相应的A(A’)点的电压称为死区电压或门槛电压(也称阈值电压),硅管约为0.5V,锗管约为0.2V,如图中OA(OA’)段。

硅管约为0.5V,锗管约为0.2V。
当正向电压超过门槛电压时

正向导通压降

正向电流就会急剧地增大,二极管呈现很小电阻而处于导通状态。这时硅管的正向导通压降约为0.6 ~ 0.7V锗管约为0.2 ~ 0.3V,如图中AB(A’B’)段。

硅管的正向导通压降约为0.6~0.7V,锗管约为0.2~0.3V。
极管两端加上反向电压时

反向饱和电流/反向漏电流

在开始很大范围内,二极管相当于非常大的电阻,反向电流很小,且不随反向电压而变化。此时的电流称之为反向饱和电流 l R l_{R} lR,见图中OC(OC’)段。

反向漏电流很小,μA级
二极管反向电压加到一定数值时

反向击穿电压 V ( B R ) V_{(BR)} V(BR)

反向电流急剧增大,这种现象称为反向击穿。此时对应的电压称为反向击穿电压用的表示,如图中CD(C’D’)段。

最大整流电流IF:
指二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电流。
最高反向工作电压:

V B D = 1 / 2 V B R V_{BD}=1/2 V_{BR} VBD=1/2VBR V B D V_{BD} VBD为反向击穿电压。)

极间电容:(在高频时要考虑极间电容)
势垒电容CB在反向偏置时较大。
扩散电容C在正向偏置时较大。
最高工作频率:
指二极管能保持单向导电性的最大频率。超过了这个频率二极管就失去了单向导电性。

二极管基本电路及其分析方法

二极管四种建模

1. 理想模型

正向偏置时,管压降为0V;反向偏置时,电阻为无穷大。
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2. 恒压降模型

正向偏置时,管压降为恒定般为(硅管0.6 ~ 0.7V,锗管0.2 ~ 0.3V);反向偏置时,电阻为无穷大。
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3. 折线模型

认为二极管的压降随着电流的增加而增加。可用一个电池和一个电阻近似。电池压降为二极管的门坎电压。
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二极管的折线模型公式:
r D = V D − V t h i D r_{D} = \frac{V_{D} - V_{th}}{i_{D}} rD=iDVDVth

4. 小信号模型

静态工作点Q附近工作时,可以将二极管V-I特性看作一条直线,其斜率的倒数就是极管小信号模型的微变电阻。
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分析方法应用

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晶体二极管基本电路

1.整流电踣
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  1. 门电路
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  2. 二极管限幅电路
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二极管种类

普通二极管、稳压管、变容管、光电管、发光管、隧道管、微波管、恒流管、等等

稳压管

稳压管又称为齐纳二极管,它的杂质浓度较大,空间电荷区很窄,容易形成强电场。产生反向击穿时反向电流急增。稳压管的稳压作用在于,电流增量很大,只引起很小的电压变化。

(一)稳压管的伏安特性和符号

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反向电压应大于稳压电压。
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(二)稳压管的参数

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(三)稳压管组成的稳压电路

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1. 必须反接
2. 必须串入一只电阻(电阻起到限流作用)
(四)稳压二极管的应用

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变容二极管

二极管结电容的大小除了与本身结构和工艺有关外,还与外加电压有关。结电容随反向电压的增加而减小,这种效应显著的二极管称为变容二极管。
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光电二极管

是光电子系统的电子器件。它可用来作为光的测量,可将光信号转换为电信号。其结构与PN结二极管类似,管壳上的_—个玻璃窗口能接收外部的光照。这种器件的PN结在反向偏置状态下运行,它的反向电流随光照强度的增加而上升。

主要特点:反向电流与光照强度成正比。

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发光二极管

通常用元素周期表中Ⅲ、Ⅴ族元素的砷化镓、磷化镓等化合物制成的。当这种管子通以电流时将发出光来。其光谱范围是比较窄的。
发光二极管的代表符号如图所示。发光二极管常用来作为显示器件外,也常作为七段式或矩阵式器件,工作电流一般为几个毫安至十几毫安之间。
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