二极管电路的解题方法
模拟电子技术二极管典型例题讲解
【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U D=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U D=660mV50℃时二极管的正向电压降U D=660 –（2´30）=600 mV因为二极管的正向电压降U D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U D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u I与u O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，u O=u I；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U on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u I作用于D1的阳极，故只有当u I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u O=＋3.7V。
由于D2的阳极电位为－3V，而u I作用于二极管D2的阴极，故只有当u I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u O=－3.7V。
当u I在－3.7V到＋3.7V之间时，两只管子均截止，故u O=u I。
u I和u O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。
二极管电路的解题方法
二极管电路的解题方法中职《电子技术基础》教学中，二极管电路的计算看似简单，但实际学生计算起来却不易上手，往往容易出现错误，不能得出正确的结果。
并且到学生临近毕业时，这种电路题大多数学生仍不会做。
问题出在什么地方呢？主要在于方法不得当，概念模糊，思维没跟上。
下面就这类题型的解题方法进行探讨。
一、利用电位法进行求解在教学实践中，我总结出用电位法可快速准确求解出这类题目。
现在，我们先探讨理想二极管问题。
所谓理想二极管是指二极管正向偏置时正向压降为0，正向电阻为0；而反向偏置时，反向电流为0，反向电阻为∞。
一定条件下把二极管理想化能快速解决许多类似问题，是可行的。
例一：如图（1）所示，d1为理想二极管，其它参数如图，试求uab两端的电压值。
分析：此类题型首先要弄清楚二极管在电路中的状态，即是正向导通，还是反偏截止的。
利用电位法就可快速确定二极管的状态。
步骤：①选定参考点，根据电路组成情况选择合适的位置为参考点。
在本电路中，b、c、d三点均可作为电路的参考点，我们这里选择c点作为电路的参考点。
注意，a点不能作为电路的参考点，为什么呢？是因为d1的状态未确定，电路的电流也未知，若a点作为电路的参考点，电路其它位置的电位就不能确定下来。
②根据参考点的选择确定b、d两点的电位。
很明显，由于uc=0v，e2=12v，所以ub=12v；而e1=6v，且d点接e1负极，故ud=12v-6v=6v。
因此电路局部可以画成下图：非常明显，d1为正向偏置，所以d1导通。
由于d1为理想二极管，导通时正向压降为0v，故ua=ud=6v。
所以本题uab=ua-ub=6v-12v=-6v。
例二：如图（3）所示，d1、d1均为理想二极管，其它参数如图，试求uab两端的电压为多少。
分析步骤：①选定参考点，根据电路组成情况选择合适的位置为参考点。
同样，在本电路中，b、c、d三点均可作为电路的参考点。
为分析问题简便，我们把通过导线直接相连的所有位置视为同一点，即等电位点，即在上图中所标注的三个b点我们把它看作为一个点。
二极管基本电路及其分析方法
e
v D /VT Q
VT ID
iD VT
Q
ID VT
则 rd
1 gd
VT ID
常温下（T=300K）
rd
26 ( mV ) I D ( mA )
2. 模型分析法应用举例
1) 整流电路 2）限幅电路 3）开关电路 4）低电压稳压电路 5）箝位电路 6）其它电路
分析方法：
1）选取参考点； 2）用理想模型、恒压降或折线模型代替二极管； 3）断开理想二极管，求N、P两端的电压。
vd
_ R
+
vO
_
7) 其它电路
＋VCC ＋VCC
－
＋
vi
＋
－
-VEE
vo
-VEE
vo
防止共模输入电压过大
防止电源反接
－ ＋
vo
防止差模输入电压过大
2．模型分析法应用举例
（6）小信号工作情况分析
直流通路、交流通路、静态、动态 等概念，在放大电路的分析中非常重要。
图示电路中，VDD = 5V，R = 5k，恒压降模型的VD=0.7V，vs = 0.1sint V。 （1）求输出电压vO的交流量和总量；（2）绘出vO的波形。
t
vo
3 0
t
2）用恒压降模型分析
+
vi – R D
0.7
+
vo –
VREF
当vi 3 0.7时，D通，vO 3.7V
当vi 3 0.7时，D止，vO vi
（3）限幅电路 电路如图，R = 1kΩ，VREF = 3V，二极管为硅二极管。分别 用理想模型和恒压降模型求解，当vI = 6sint V时，绘出相应的输 出电压vO的波形。
二极管导通问题
1.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ＵAB值。
【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，U AB=－15V，二极管D1两端又为反向电压。
故D1截止、D2导通。
U AB=－15V。
2.硅稳压管稳压电路如图所示。
其中硅稳压管D Z的稳定电压U Z=8V、动态电阻r Z可以忽略，U I=20V。
试求：(1) U O、I O、I及I Z的值；(2) 当U I降低为15V时的U O、I O、I及I Z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＞U Z稳压管工作于反向电击穿状态，电路具有稳压功能。
故U O=U Z=8VI Z= I－I O=6－4=2 mA(2) 由于这时的＜U Z稳压管没有被击穿，稳压管处于截止状态。
故I Z=03电路如图(a)、(b)所示。
其中限流电阻R=2，硅稳压管D Z1、D Z2的稳定电压U Z1、U Z2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U AB的值。
图(a) 图(b)【解题思路】（1）判断稳压管能否被击穿。
二极管基本电路与分析方法
二极管基本电路与分析方法二极管是一种最简单的半导体器件，具有只能单向导电的特点。
在电子电路中，二极管通常用于整流、限流、调制和混频等功能。
本文将介绍二极管的基本电路和分析方法。
一、二极管基本电路1.正向偏置电路正向偏置电路是将二极管的P端连接到正电压，N端连接到负电压的电路。
这种电路可以使二极管处于导通状态，实现电流流动。
2.逆向偏置电路逆向偏置电路是将二极管的P端连接到负电压，N端连接到正电压的电路。
这种电路可以使二极管处于截止状态，即不导电。
二、二极管分析方法1.静态分析静态分析是指在稳态条件下分析二极管的工作状态。
在正向偏置电路中，如果二极管被接入电路且正向电压大于二极管的正向压降时，二极管处于导通状态；反之，二极管处于截止状态。
在逆向偏置电路中，无论接入电路与否，二极管都处于截止状态。
2.动态分析动态分析是指在变化条件下分析二极管的工作状态。
例如，当正向电压瞬时增加时，二极管可能处于导通状态。
此时，需要考虑二极管的导通压降和电流变化情况。
三、常见二极管电路1.整流电路整流电路是将交流信号转换为直流信号的电路。
常见的整流电路有半波整流电路和全波整流电路。
半波整流电路只利用了交流信号的一半，而全波整流电路则利用了交流信号的全部。
整流电路中的二极管起到了只允许电流在一个方向上流动的作用。
2.限流电路限流电路是通过限制电流的大小来保护其他元件不受损坏的电路。
常见的限流电路有稳压二极管电路和过载保护电路。
稳压二极管电路利用二极管的电流-电压特性，使得二极管具有稳定的电流输出能力；过载保护电路则通过限制电流大小来保护负载电路。
3.调制电路调制电路是将低频信息信号调制到高频载波信号上的电路。
常见的调制电路有调幅电路和调频电路。
在调制电路中，二极管起到了快速改变电流或电压的作用，实现信号的调制效果。
4.混频电路混频电路是将两个不同频率的信号进行混合，得到新的频率信号的电路。
在混频电路中，二极管可以起到信号选择和调谐的作用，实现频率混合。
二极管电路习题及答案
二极管电路习题及答案二极管是一种只允许电流单向流动的半导体器件，广泛应用于整流、稳压、信号调制等领域。
下面将介绍一些常见的二极管电路习题及其解答方法。
# 习题一：整流电路题目：一个半波整流电路中，输入电压为正弦波，峰值是20V，求输出电压的峰值。
解答：半波整流电路只允许电流在一个方向上流动，因此只有正半周期的电压能够通过二极管。
输出电压的峰值等于输入电压的峰值，即20V。
# 习题二：稳压二极管电路题目：一个稳压二极管电路，稳压二极管的稳压值为6.8V，电路中的负载电阻为1000Ω，求电路中的电流。
解答：稳压二极管工作在反向击穿区，其电压几乎不变。
根据欧姆定律，电流 \( I = \frac{V}{R} \)，其中 \( V \) 是稳压值，\( R \) 是电阻值。
所以电流 \( I = \frac{6.8V}{1000\Omega} = 6.8mA \)。
# 习题三：二极管限幅电路题目：设计一个二极管限幅电路，要求将输入信号的电压限制在±5V范围内。
解答：为了实现±5V的限幅，可以在电路中使用两个二极管，一个正向连接，一个反向连接。
正向二极管的稳压值为5V，反向二极管的稳压值也为5V。
当输入信号超过5V时，正向二极管导通，限制电压不超过5V；当输入信号低于-5V时，反向二极管导通，限制电压不低于-5V。
# 习题四：二极管桥式整流电路题目：一个桥式整流电路，输入电压为正弦波，峰值是10V，求输出直流电压的平均值。
解答：桥式整流电路能够将交流电压转换为直流电压。
对于正弦波输入，输出直流电压的平均值可以通过以下公式计算：\[ V_{DC} = \frac{2V_{M}}{\pi} \]其中 \( V_{M} \) 是输入电压的峰值。
代入数值，\( V_{DC} =\frac{2 \times 10V}{\pi} \approx 6.366V \)。
# 结语二极管电路在电子工程中扮演着非常重要的角色。
二极管电路习题及答案
二极管电路习题及答案二极管是一种常见的电子元件，广泛应用于各种电路中。
在学习电子技术的过程中，掌握二极管电路的基本原理和解题方法是非常重要的。
本文将介绍一些常见的二极管电路习题及其答案，帮助读者加深对二极管电路的理解。
1. 单级整流电路单级整流电路是最简单的二极管电路之一，它可以将交流电信号转换为直流电信号。
下面是一个典型的单级整流电路：[图1：单级整流电路示意图]问题：请计算图中二极管的导通时间和截止时间。
答案：在正半周期中，当输入电压大于二极管的正向压降时，二极管导通，此时导通时间为整个正半周期。
而在负半周期中，二极管处于截止状态，导通时间为零。
因此，导通时间为正半周期，截止时间为零。
2. 二极管放大电路二极管放大电路是利用二极管的非线性特性来放大电信号的一种电路。
下面是一个常见的二极管放大电路：[图2：二极管放大电路示意图]问题：请计算图中输出电压的峰值和平均值。
答案：在正半周期中，当输入电压大于二极管的正向压降时，二极管导通，输出电压等于输入电压减去二极管的正向压降。
而在负半周期中，二极管处于截止状态，输出电压等于零。
因此，输出电压的峰值等于输入电压的峰值减去二极管的正向压降，输出电压的平均值等于输入电压的平均值减去二极管的正向压降。
3. 二极管限幅电路二极管限幅电路可以将输入信号限制在一定的范围内，避免过大或过小的信号对后续电路的影响。
下面是一个典型的二极管限幅电路：[图3：二极管限幅电路示意图]问题：请计算图中输出电压的范围。
答案：当输入电压大于二极管的正向压降时，二极管导通，输出电压等于输入电压减去二极管的正向压降。
而当输入电压小于二极管的反向击穿电压时，二极管处于截止状态，输出电压等于零。
因此，输出电压的范围为零到输入电压减去二极管的正向压降。
通过以上几个习题，我们可以了解到二极管电路的一些基本特性和解题方法。
当然，实际的二极管电路问题可能更为复杂，需要结合具体的电路图和参数来进行分析和计算。
二极管基本电路及其分析方法PPT课件
-
V2
vO
+-
当vI>V1+VD， D1导通，D2截止，vo＝V1+VD
当vI<-(V2+VD)，D2 导通，D1截止，vo＝-(V2+VD)
当-(V2+VD) <vI<V1+VD，D1、D2均截止，vo＝vI
2021/3/8
12
二极管构成的限幅电路—例3
R
+
D1
vI
+
V1
-
-
2021/3/8
+
D2
② 当VI增长使VA=100V
时, D1、 D2均导通，此时 有
VI VA VA25 100 200
得VI＝137.5V, VO＝100V
2021/3/8
R1 A
D1
+ 100k
D2
VI
+
VDD1
-
1- 00V
R2 +
200k
+ VO
VDD2
25V
-
-
0V
A
D1
+
R1 100k
VI
-
0V
+D2
VDD1
V A 2B V A V B 2 1 ( 5 1) 0 2V 5
②、由 VAB2 VAB1 VD
得， D2管优先导通
V A10V D9.3V
D1
B2
D2
-
10V +
A
+
R
+ VO
15V
--
③、重复步骤①
得，
2021/3/8
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中职《电子技术基础》教学中，二极管电路的计算看似简单，但实际学生计算起来却不易上手，往往容易出现错误，不能得出正确的结果。
并且到学生临近毕业时，这种电路题大多数学生仍不会做。
问题出在什么地方呢？主要在于方法不得当，概念模糊，思维没跟上。
下面就这类题型的解题方法进行探讨。
一、利用电位法进行求解
在教学实践中，我总结出用电位法可快速准确求解出这类题目。
现在，我们先探讨理想二极管问题。
所谓理想二极管是指二极管正向偏置时正向压降为0，正向电阻为0；而反向偏置时，反向电流为0，反向电阻为∞。
一定条件下把二极管理想化能快速解决许多类似问题，是可行的。
例一：如图（1）所示，d1为理想二极管，其它参数如图，试求uab两端的电压值。
分析：此类题型首先要弄清楚二极管在电路中的状态，即是正向导通，还是反偏截止的。
利用电位法就可快速确定二极管的状态。
步骤：①选定参考点，根据电路组成情况选择合适的位置为参考点。
在本电路中，b、c、d三点均可作为电路的参考点，我们这里选择c点作为电路的参考点。
注意，a点不能作为电路的参考点，为什么呢？是因为d1的状态未确定，电路的电流也未知，若a点作为电路的参考点，电路其它位置的电位就不能确定下来。
②根据参考点的选择确定b、d两点的电位。
很明显，由于uc=0v，e2=12v，所以ub=12v；而e1=6v，且d点接e1负极，故ud=12v-6v=6v。
因此电路局部可以画成下图：
非常明显，d1为正向偏置，所以d1导通。
由于d1为理想二极管，导通时正向压降为0v，故ua=ud=6v。
所以本题uab=ua-ub=6v-12v=-6v。
例二：如图（3）所示，d1、d1均为理想二极管，其它参数如图，试求uab两端的电压为多少。
分析步骤：①选定参考点，根据电路组成情况选择合适的位置为参考点。
同样，在本电路中，b、c、d三点均可作为电路的参考点。
为分析问题简便，我们把通过导线直接相连的所有位置视为同一点，即等电位点，即在上图中所标注的三个b点我们把它看作为一个点。
在这里仍选择c点作为电路的参考点。
②根据参考点的选择确定b、d两点的电位。
由于uc=0v，则ub=0v-e2=0v-9v=-9v，ud=ub-12v=-9v-4.5v=-13.5v。
因此电路局部可以画成下图（4）：
根据b、c、d三点电位关系就可以判断出d1、d2均处于正偏导通状态，那么d1、d2会同时导通吗？如果是，则a点的电位就不确定了。
事实上由于d1的正偏电压大于d2的正偏电压，所以d1优先d2导通，d1导通，于是a点电位就和d点相等，为-13.5v，这样反过来使d2变为截止了。
所以本题uab=ua-ub=-13.5v-（-9v）=-4.5v。
二、用支路电压法求解
除了用上面的电位法判断二极管的状态来解决问题外，还可用支路电压法来判断二极管的状态，进而进行求解。
例三：如图下所示，d1、d1均为理想二极管，其它参数如图，试求ab两端的电压的uab。
方法与步骤：①首先断开两只二极管，或将d1、d1看作是无穷大的电阻；②求断开后二极管两端的电压。
d1：绕行路径b→c→a，uba=e2+ir1=9v+0×4kω=9v；
d2：绕行路径d→b→c→a，uda=-e1+e2+ir1=-12v+9v+0×4kω=-3v。
注：由于视电路为开路，所以i=0。
因此d1正偏导通，而d2反偏截止。
于是ua=ub=9v，所以本题uab=ua-ub=9v-9v=0v。
三、实际二极管电路
事实上，当二极管正偏导通时，两端的管压降并不为0。
对硅材料的二极管来说，管压降约为0.7v左右，而锗材料的约为0.3v左右。
因此要比较准确的计算出电压值，还应将二极导通的管压降考虑进去。
而对于二极管反偏截止时，由于反向电阻极大，可以认为其中流过的电流为0，这对于计算结果几乎没有什么影响。
下面举例说明。
例四：如图（6）所示电路中的二极管均为硅管，其正向导通时管压降为0.68v，那么a、b两端的电压uab为多少？电阻r3中的电流为多大？
分析：依据电位分析法或支路电压法可知d1优先导通，d2截止。
根据支路电压法，则uab=uac＋ucb=ud1＋e1=0.68v+3v=
3.68v，
而uab=i3r3+e3，所以r3中的电流i3=（uab-e3）/r3=（3.68v-12v）/3kω=-2.77ma，方向向上。
从上述分析可知，只概念清晰，方法得当，二极管电路便能正确分析，快速得出结果。
但是，我们还要注意，上面的分析计算是在二极管为理想模型，或者恒压降模型下得出的结果，它必须满足电源电压远大于二极管的管压降这个条件。
若在电源电压较低时，还须采用另外的电路模型才能计算出较合理的结果。