二极管基本电路分析两例

摘 要：二极管的单向导电性在电子电路中有着广泛的应用，可实现整流、滤波和钳位等。

关键词：二极管 单向导电性 分析方法

一、引言

二极管具有单向导电性，其基本应用电路主要有整流电路、滤波电路和钳位电路等。学生在分析含有二极管的电路时，一定要抓住二极管导通或截止的条件，从而判断电路的实际状态，得出正确的结论。

二、二极管的基本结构和特性

1.二极管的基本结构

将一块半导体材料的一侧扩散成P型半导体，另一侧扩散成N型半导体，则在它们的交界面上会形成一个PN结。PN结的两端各引出一个电极，并将整块半导体材料封装在管壳内，就构成一个二极管。

2.二极管的分类

二极管按所用材料不同可分为硅管和锗管两类。

半导体二极管按其结构的不同可分为点接触型和面接触型两类：

（1）点接触型二极管是由一根很细的金属触丝（如三价元素铝）和一块半导体（如锗）熔接，并做出相应的电极引线，外加管壳密封而成。其极间电容很小，不能承受高的反向电压和大的电流。可用来做小电流整流、高频检波及开关管。

（2）面接触型二极管的PN结面积大，可承受较大的电流，但极间电容也大。这类器件适用于整流，而不宜用于高频电路中。

3.二极管的特性

二极管的特性主要体现为：当二极管两端加上不同极性的电压时，它所体现出的特性是不一样的。

（1）正向特性。二极管的阳极电位高于阴极电位，称为给二极管加正向电压。当二极管承受正向电压很低时，二极管呈现出一个大电阻，好像有一个门槛。硅管的门槛电压（又称为死区电压）约为0.5 V，锗管的死区电压约为0.1 V。

当正向电压大于死区电压时，二极管正向导通，导通后，二极管两端的电压近似为一个常数，称为二极管的正向导通压降，硅管的正向导通压降约为0.7 V，锗管约为0.3 V。

（2）反向特性。二极管的阳极电位低于阴极电位，称为给二极管加反向电压。二极管两端加反向电压时，电路中会流过一个很小的反向饱和电流，一般硅管的反向电流比锗管小得多。而温度升高时，反向电流将随之明显增加。

（3）反向击穿特性。当反向电压增加到一定大小时，反向电流剧增，这叫做二极管的反向击穿。

这样的特性称为二极管的单向导电性。理想情况下认为：二极管两端加正向电压导通，相当于短路，而加反向电压截止，相当于断开。

三、二极管电路分析举例

二极管的应用范围很广，主要都是利用它的单向导电性。它可用于整流、检波限幅、元件保护以及在数字电路中作为开关元件等。在电路分析时，首先要求出二极管的阴极电位和阳极电位，判断二极管是承受正向电压还是反向电压，从而得出该二极管是导通还是截止，是相当于短路还是相当于断开，然后利用电路的分析方法，得出结论。

1.整流电路

举例：电路如图所示，已知ui=10sinωt（V），

试分析ui与u0的波形。设二极管正向导通压降可忽略不计。

分析：判断二极管导通或截止的基本步骤。

（1）将二极管电路中断开。

（2）求二极管的阳极电位V+和阴极电位V-。

（3）若阳极电位高于阴极电位，则二极管导通，理想情况下相当于短路；若阳极电位低于阴极电位，则二极管截止，理想情况下相当于断开。

可见，此电路二极管的V+=ui，V-=0，则若ui>0，二极管的阳极电位高于阴极电位，二极管承受正向电压导通，理想情况下相当于短路，u0=ui；若ui

2.限幅电路

在电子电路中，常用限幅电路对各种信号进行处理，它是用来让信号在预置的电平范围内，有选择地传输一部分。

举例：某限幅电路如图所示，E=5V，ui=10sinωt（V），二极管的正向导通压降可以忽略不计，试画出ui与u0的波形。

答：V+=ui，V-=5 V，比较不同时间段的二极管阴极、阳极电位差，即可判断二极管是导通还是截止，进而判断此二极管相当于断开还是短路，从而得出正确的结论，如下图所示。

参考文献：

付植桐主编.电子技术.高等教育出版社，2004年6月.

作者单位：江苏盐城卫生职业技术学院

本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文