SMI-453232-561J它反映了电路的静态工作情况;图c中只有交流分量,称为交流通路,它反映了电路的动态工作情况。

由图b可知,二极管是导通的,所以电路的静态工作点为yD=0.7V

JD=(yDD-yD)/R=(5Ⅴ-0.7Ⅴ)/5kΩ=0.86mA

输出电压的直流分量为yo=JDR=0.86mA×5kΩ=4.3Ⅴ (或yo=7DD~yD=5Ⅴ~0.7Ⅴ=4.3Ⅴ)

根据式(3.4.4)求得微变电阻rd=vt/id=26(mv)/0.86(ma)≈3°Ω=0.03kΩ

根据图c得到输出电压的交流分量为vo=R+rd・vs =5kΩ+0,03kΩ

所以输出电压的总量为vo=yo+vo=4.3+0.0994sin ωr(Ⅴ)

根据上述结果,绘出输出电压vo的波形如图d所示,输出的交流量叠加在直流量上。

本例中提到的直流通路和交流通路的概念,以及将问题分解为静态和动态两种情况来求解的方法非常重要,在放大电路的分析中都要用到,应引起足够重视。

在图3.4,1电路中,若将电阻R增大一倍,负载线将如何变化?若电阻R不变,vdD减小一半,负载线将如何变化?若将‰D的正、负极性颠倒,负载线又将如何变化?

静态工作点和工作点有何区别?

根据例3.4.6的分析结果,如何理解“二极管可以通交流”的现象?

除前面所讨论的普通二极管外,还有若干种特殊二极管,如齐纳二极管、变容二极管、肖特基二极管、光电子器件(包括光电二极管、发光二极管和激光二极管)等,现分别介绍如下。

×0.1sin ωt≈0,0994sin ωJ(Ⅴ)

齐纳二极管又称稳压管,是一种用特殊工艺制造的面结型硅半导体二极管,其代表符号如图3.5.1a所示。这种管子的杂质浓度比较高,空间电荷区内的电荷密度也大,因而该区域很窄,容易形成强电场。当反向电压加到某一定值时,反向电流急增,产生反向击穿,如图3.5.1b的特性所示。图中的vz表示反向击穿电压,即稳压管的稳定电压,它是在特定的测试电流几T下得到的电压值。稳压管的稳压作用在于,电流增量ΔJz很大,只引起很小的电压变化Δt。曲线愈陡,动态电阻%=Δt/Δfz愈小,稳压管的稳压性能愈好。

-vzo是过q点(测试工作点)的切线与梃轴的交点,切线的斜率为1/rz。rz(min)和fz(max)为稳压管工作在正常稳压状态的最小和最大工作电流。反向电流小于fz(max)时,稳压管进人反向截止状态,稳压特性消失;反向电流大于fz(max)时,稳压管可能被烧毁。根据稳压管的反向击穿特性,得到图c的等效模型。由于稳压管正常工作时,都处于反向击穿状态,所以图c中稳压管的电压、电流参考方向与普通二极管标法不同。yz的假定正向如图c所示,因此有

Vz=yzo+rzJz            (3.5.1)

一般稳压值yz较大时,可以忽略△的影响,即rx=0.7z为恒定值。

由于温度对半导体导电性能有影响,所以温度也将影响vz的值。影响程度由温度系数衡量,一般不超过每度(℃)±10×104的范围。表3.5.1列出了几种典型的稳压管的主要参数。

稳压管的代表符号与y~r特性(a)代表符号 (b)y~J特性 (c)反向击穿时的模型

特殊二极管,注: 米2DW232为具有温度补偿的稳压管。

稳压管在直流稳压电源中获得广泛的应用。图3.5,2表示稳压电路,vi为待稳定的直流电源电压,一般是由整流滤波电路提供(见第10章)。Dz为稳压管,R为限流电阻,它的作用是使电路有一个合适的工作状态,并限定电路的工作电流(fz(min)(fz<Jz(max))。负载RL与稳压管两端并联,因而称为并联式稳压电路。

简单的稳压电路,下面通过一例题来定量分析并联式稳压电路的稳压特性。

例0.5.1 稳压电路如图3.5.2所示。设R=180Ω,/I=10Ⅴ,RL=1kΩ,稳压管的vz=6,8Ⅴ,JzT10mA,△=⒛Ω,fz(zh)=5mA。试分析当vi出现±1Ⅴ的变化时,y。的变化是多少?

解:由vt=6.8Ⅴ,rzT=1o mA,△=⒛Ω,根据式(3,5,1)得到vd=6,6Ⅴ。当稳压管处于正常稳压状态(反向击穿)时,将图3,5,2中稳压管用模型替代,得到如图3.5.3的电路模型。

由电路列出如下方程:

rz =vRL-vo(RL+R)

=RLR+rz(RL+R)

解得iz=virl-vzo(rl+r)/rlr+rz(rl+r)