模拟电子技术二极管典型例题.doc

【例1-1】分析图所示电路的工作情况，图中I为电流源，I=2mA。设20时二极管的正向电压降UD=660mV，求在50时二极管的正向电压降。该电路有何用途？电路中为什么要使用电流源？【相关知识】二极管的伏安特性、温度特性，恒流源。【解题思路】 推导二极管的正向电压降，说明影响正压降的因素及该电路的用途。【解题过程】 该电路利用二极管的负温度系数，可以用于温度的测量。其温度系数2mV/。 20时二极管的正向电压降 UD=660mV 50时二极管的正向电压降 UD=660 （230）=600 mV 因为二极管的正向电压降UD是温度和正向电流的函数，所以应使用电流源以稳定电流，使二极管的 正向电压降UD仅仅是温度一个变量的函数。【例1-2】电路如图(a)所示，已知，二极管导通电压。试画出uI与uO的波形，并标出幅值。图(a)【相关知识】二极管的伏安特性及其工作状态的判定。【解题思路】首先根据电路中直流电源与交流信号的幅值关系判断二极管工作状态；当二极管的截止时，uO=uI；当二极管的导通时，。【解题过程】由已知条件可知二极管的伏安特性如图所示，即开启电压Uon和导通电压均为0.7V。 由于二极管D1的阴极电位为3V，而输入动态电压uI作用于D1的阳极，故只有当uI高于3.7V时 D1才导通，且一旦D1导通，其阳极电位为3.7V，输出电压uO=3.7V。由于D2的阳极电位为3V， 而uI作用于二极管D2的阴极，故只有当uI低于3.7V时D2才导通，且一旦D2导通，其阴极电位即为3.7V，输出电压uO=3.7V。当uI在3.7V到3.7V之间时，两只管子均截止，故uO=uI。 uI和uO的波形如图(b)所示。图(b)【例1-3】某二极管的反向饱和电流，如果将一只1.5V的干电池接在二极管两端，试计算流过二极管的电流有多大？【相关知识】 二极管的伏安特性。【解题思路】（1）根据二极管的伏安特性求出流过二极管的电流。（2）根据二极管两端的电压及流过二极管的电流求出二极管的等效直流电阻。【解题过程】如果将干电池的正、负极分别与二极管的阴极、阳极相接，二极管反向偏置，此时流过二极管的电 流等于。反之，流过二极管的电流等于： 此时二极管的等效直流电阻为：实际上电池的内阻、接线电阻和二极管的体电阻之和远远大于RD，流过二极管的电流远远小于计算值。电路中的电流值不仅仅是由二极管的伏安特性所决定，还与电路中的接线电阻、电池的内阻和二极管的体电阻有关。通常这些电阻都非常小，足以使二极管和干电池损坏。因此，实际应用时电路中必须串接适当的限流电阻，以防损坏电路元器件。【例1-4】电路如图（a）所示，二极管的伏安特性如图（b）所示，常温下UT26mV，电容C对交流信号可视为短路；ui为正弦波，有效值为10 mV。试问： （1）二极管在ui为零时的电流和电压各为多少? （2）二极管中流过的交流电流有效值为多少？【相关知识】（1）二极管静态、动态的概念，小信号作用下动态电阻的求解。 （2）图解法。【解题思路】 （1）首先分析静态电流和电压，即静态工作点Q。 （2）求出在Q点下的动态电阻，分析动态信号的作用。【解题过程】（1）利用图解法可以方便地求出二极管的Q点。在动态信号为零时，二极管导通，电阻R中电流与二极管电流相等。因此，二极管的端电压可写成为uD=V iDR在二极管的伏安特性坐标系中作直线（uD=V iDR），与伏安特性曲线的交点就是Q点，如(b)所示 。读出Q点的坐标值，即为二极管的直流电流和电压，约为UD0.7 V，ID26 mA（2）Q点下小信号情况下的动态电阻为rdUT/ ID = (26/2.6)=10 根据已知条件，二极管上的交流电压有效值为10 mV，故流过的交流电流有效值为ID = Ui/ rd =(10/10) mA=1 mA图（c）【常见错误】二极管静态、动态的概念不清楚。（1）认为二极管两端的电压始终为0.7V，不会根据具体的伏安特性分析二极管的静态电压和电流。（2）计算动态电阻时用直流电阻代替，即认为rdUD/ ID。【例1-5】电路如图（a）所示。设输入信号，二极管导通压降可以忽略不计，试分别画出输出电压的波形。图 (a)【相关知识】二极管的伏安特性及其工作状态的判断。【解题思路】（1）判断二极管的工作状态。 （2）当二极管导通时uO=VC；当二极管截止时uO=uI。.【解题过程】 在图（a）所示电路中，当二极管断开时，二极管两端的电压等于。所以 当时，二极管截止， 当时，二极管导通， 由此画出输出电压的波形如图（b）所示。图 (b)【例1-6】在图示电路中，设二极管正向导通时的压降为0.7V，试估算a点的电位。【相关知识】 （1）二极管的线性等效模型。 （2）二极管的工作状态判断方法。【解题思路】 （1）要先判定二极管的工作状态（导通、截止）。 （2）选用合适的二极管线性等效模型。 （3）利用线性电路的方法进行分析计算。【解题过程】 首先分析二极管开路时，管子两端的电位差，从而判断二极管两端加的是正向电压还是反向电压。若是反向电压，则说明二极管处于截止状态；若是正向电压，但正向电压小于二极管的死区电压，则说明二极管仍然处于截止状态；只有当正向电压大于死区电压时，二极管才能导通。 在图示电路中，当二极管开路时，二极管两端的正向电压，二极管反向偏置，处于截止状态，故。【例1-7】 电路如图（a）所示。设电路中的二极管为硅管，输入信号，电容器C对交流信号的容抗可以忽略不计，试计算输出电压的交流分量。 图 (a) 【相关知识】 （1）二极管的微变等效模型。 （2）二极管电路的分析方法。【解题思路】 （1）对二极管电路进行直流分析。 （2）对二极管电路进行交流分析。【解题过程】因为二极管电路中同时存在较大的直流电源和微变的交流信号，应首先假设交流信号为零（），对电路进行直流分析。在图（a）电路中，当令、电容器C开路时，采用二极管的恒压模型计算出流过二极管的直流电流 由此可估算出二极管的动态电阻。 然后利用二极管的微变等效模型分析计算其交流分量。在进行交流分析时，令直流电源和 电容器C短路，二极管D用交流等效电阻rd代替。此时，图（a）电路的交流等效电路如图（b）所示。 图 (b) 由图（b）可得输出电压交流分量为。【例1-8】 设本题图所示各电路中的二极管性能均为理想。试判断各电路中的二极管是导通还是截止，并求出A、B两点之间的电压AB值。【相关知识】 二极管的工作状态的判断方法。【解题思路】 （1）首先分析二极管开路时，管子两端的电位差，从而判断二极管两端加的是正向电压还是反向电 压。若是反向电压，则说明二极管处于截止状态；若是正向电压，但正向电压小于二极管的死区电压，则说明二极管仍然处于截止状态；只有当正向电压大于死区电压时，二极管才能导通。 （2）在用上述方法判断的过程中，若出现两个以上二极管承受大小不等的正向电压，则应判定承受 正向电压较大者优先导通，其两端电压为正向导通电压，然后再用上述方法判断其它二极管的工作 状态。【解题过程】在图电路中，当二极管开路时，由图可知二极管D1、D2两端的正向电压分别为10V和25V。二极管D2两端的正向电压高于D1两端的正向电压，二极管D2优先导通。当二极管D2导通后，UAB=15V，二极管 D1两端又为反向电压。故D1截止、D2导通。UAB=15V。【例1-9】 硅稳压管稳压电路如图所示。其中硅稳压管DZ的稳定电压UZ=8V、动态电阻rZ可以忽略，UI=20V。试求： (1) UO、IO、I及IZ的值； (2) 当UI降低为15V时的UO、IO、I及IZ值。【相关知识】稳压管稳压电路。【解题思路】根据题目给定条件判断稳压管的工作状态，计算输出电压及各支路电流值。【解题过程】(1) 由于UZ稳压管工作于反向电击穿状态，电路具有稳压功能。故UO=UZ=8VIZ= IIO=64=2 mA (2) 由于这时的UZ 稳压管没有被击穿，稳压管处于截止状态。故IZ=0【例1-10】电路如图(a)所示。其中未经稳定的直流输入电压UI值可变，稳压管DZ采用2CW58型硅稳压二极管，在管子的稳压范围内，当IZ为5mA时，其端电压UZ为10V、为20，且该管的IZM为26mA。 (1) 试求当该稳压管用图(b)所示模型等效时的UZ0值； (2) 当UO =10V时，UI 应为多大？ (3) 若UI在上面求得的数值基础上变化10%，即从0.9UI变到1.1UI，问UO将从多少变化到多少？相对于原来的10V，输出电压变化了百分之几？在这种条件下，IZ变化范围为多大？ (4) 若UI值上升到使IZ=IZM，而rZ值始终为20，这时的UI和UO分别为多少？ (5) 若UI值在69V间可调，UO将怎样变化？图 (a) 图 (b)【相关知识】 稳压管的工作原理、参数及等效模型。【解题思路】 根据稳压管的等效模型，画出等效电路，即可对电路进行分析。【解题过程】 (1) 由稳压管等效电路知， (2) (3) 设不变。当时 当时 (4) (5) 由于U IUZ0，稳压管DZ没有被击穿，处于截止状态 故UO将随U I在69 V之间变化【例1-11】电路如图(a)、(b)所示。其中限流电阻R=2，硅稳压管DZ1、DZ2的稳定电压UZ1、UZ2分别为6V和8V，正向压降为0.7V，动态电阻可以忽略。试求电路输出端A、B两端之间电压UAB的值。图(a) 图(b)【相关知识】 稳压管的伏安特性。【解题思路】 （1）判断稳压管能否被击穿。 （2）若稳压管没有被击穿，判断稳压管是处于截止状态还是正向导通状态。【解题过程】判断稳压管的工作状态：（1）首先分析二极管开路时，管子两端的电位差，从而判断二极管两端所加的是正向电压还是反向电压。若是反向电压，则当反向电压大于管子的稳定电压时，稳压管处于反向电击穿状态。否则，稳压管处于截止状态；若是正向电压，但当正向电压大于其的死区电压时，二极管处于正向导通状态。（2）在用上述方法判断的过程中，若出现两个以上稳压管承受大小不等的电压时，则应判定承受正向电压较大者优先导通，或者在同样的反向电压作用下，稳定电压较小者优先导通，然后再用上述方法判断其它二极管的工作状态。根据上述稳压管工作状态的判断方法：在图(a)示电路中，当管开路时，二个管子两端的反向电压均为20V。由于稳压管DZ1的稳定电压低，所以DZ1优先导通。当稳压管DZ1导通后，UAB= UZ1 =6 V，低于稳压管DZ2的击穿电压。故DZ1导通、DZ2截止。UAB=6V。在图(b)示电路中，当管开路时，二个管子两端的反向电压均为20V。由于稳压管DZ1 与DZ2的稳定电压之和为6+8=14V。故DZ1和 DZ2同时导通。UAB=14V。其中专业理论知识内容包括：保安理论知识、消防业务知识、职业道德、法律常识、保安礼仪、救护知识。作技能训练内容包括：岗位操作指引、勤务技能、消防技能、军事技能。二培训的及要求培训目的安全生产目标责任书为了进一步落实安全生产责任制，做到“责、权、利”相结合，根据我公司2015年度安全生产目标的内容，现与财务部签订如下安全生产目标：一、目标值：1、全年人身死亡事故为零，重伤事故为零，轻伤人数为零。2、现金安全保管，不发生盗窃事故。3、每月足额提取安全生产费用，保障安全生产投入资金的到位。4、安全培训合格率为100%。二、本单位安全工作上必须做到以下内容： 1、对本单位的安全生产负直接领导责任，必须模范遵守公司的各项安全管理制度，不发布与公司安全管理制度相抵触的指令，严格履行本人的安全职责，确保安全责任制在本单位全面落实，并全力支持安全工作。 2、保证公司各项安全管理制度和管理办法在本单位内全面实施，并自觉接受公司安全部门的监督和管理。 3、在确保安全的前提下组织生产，始终把安全工作放在首位，当“安全与交货期、质量”发生矛盾时，坚持安全第一的原则。 4、参加生产碰头会时，首先汇报本单位的安全生产情况和安全问题落实情况；在安排本单位生产任务时，必须安排安全工作内容，并写入记录。 5、在公司及政府的安全检查中杜绝各类违章现象。 6、组织本部门积极参加安全检查，做到有检查、有整改，记录全。 7、以身作则，不违章指挥、不违章操作。对发现的各类违章现象负有查禁的责任，同时要予以查处。 8、虚心接受员工提出的问题，杜绝不接受或盲目指挥；9、发生事故，应立即报告主管领导，按照“四不放过”的原则召开事故分析会，提出整改措施和对责任者的处理意见，并填写事故登记表，严禁隐瞒不报或降低对责任者的处罚标准。 10、必须按规定对单位员工进行培训和新员工上岗教育；11、严格执行公司安全生产十六项禁令，保证本单位所有人员不违章作业。 三、 安全奖惩： 1、对于全年实现安全目标的按照公司生产现场管理规定和工作说明书进行考核奖励；对于未实现安全目标的按照公司规定进行处罚。 2、每月接受主管领导指派人员对安全生产责任状的落