如何判定二极管和稳压管的工作状态
二极管电路的工作状态的判定
依据:二极管正负极的电位相对大小
常见的两种模型
理想二极管模型
当二极管正极电压>负极电压时管就导通,反之就截止
恒压降模型
当二极管正极电压-负极电压>导通电压降时就导通,反之截止。
步骤:
先假定二极管截止,计算二极管两端的压降,与相应的模型进行匹配,分析其导通还是截止。
注意:
二极管导通时压降固定,电流任意,在截止时,电流固定,压降任意
单个二极管
如图所示,假设二极管导通电压为0.7V,求UO1
判断是否导通:先把二极管断开,将二极管正极电压为2V,负极电压为-2V,2-(-2)>0.7,所以二极管导通。
计算电压:二极管导通,所以U=2-0.7=1.3V
多个二极管并联
如果多个二极管并联,他们的正极电势相同/负极电势相同,则多个二极管中只能有一个导通,其余全部截止。
正极电势相同且导通电压相同,套结论
阳极电势相同,导通电压相同:负极电势谁低谁先导通。如果负极电位低的那个二级管都无法导通,则这几个二极管都截断,如果判断负极电位低的二极管可以导通,则导通压降就固定在该二级管的导通电压了。
阴极电势相同,导通电压相同:正极电势谁高谁先导通。分析方法同上
设二极管导通电压为0.7V,求UO2的大小
共阳看负极,UD1=3V,UD2=-3V,所以D2导通,D1截断,则=0.7-3=-2.3V
正极电势相等但导通电压不同,假设法
设二极管导通电压为0.7V,求A点的电位
分析:将右边三个二极管看成一个大的二极管,则大的二极管的截止电压为3*0.7=2.1V
假设D1导通,则A点电势为4.2V,此时发现D2,D3都会导通,所以假设不成立;
假设D2导通,则A点电势为1V,此时发现D1,D3都截断,假设成立。
假设D3导通,则A点电势为2.1V,此时D2也会导通,假设不成立。
综上,应为D2导通,D1,D3截断,A点电位=1V
正负极电势都不等,分段分析
已知U1=5sinwt(V),假设二极管导通电压为0.7V,试着画出Ui和Uo的波形,并标出关键的数值。简述此电路中的二极管实现什么功能。
假设A点电位为0,则Ub=3V,Uc=-3V,如果D1要导通,则D点电势应该大于3.7V,在这个区间Uo=3.7V不变,如果D2要导通,则D点电势应该小于-3.7V,在这个区间Uo维持在-3,7V不变。而当D点电势在-3.7~3.7V之间时,两个二极管都导通,则Uo=U1。
所以画出图像应为
稳压管工作状态的判定
前置知识
稳压器虽然也是二极管,但在反向击穿的时候,他电流在一个区间内变化时并不会击穿,而是电压稳定在一个值不变,电流超出这个区间后才会被击穿。
一个稳压管
如图所示,已知稳压管的稳压值为6V,稳定电流的最小值Imin=5mA,负载电阻为5kΩ,求解当电阻R=500Ω或2kΩ时两种情况下的Uo各为多少?
假设法:
假设稳压管进入反向稳压状态
若R=500Ω,Uo=6V,则i总=(10-6)/500=8mA,iR=6/5000=1.2mA。
则i=8-1.2=6.8mA>5mA,所以假设成立,稳压管在稳压区,Uo=6V。
若R=2000Ω,则则i总=(10-6)/2000=2mA,i=2-1.2=0.8mA<5mA,表明稳压管不在稳压区,与假设矛盾,此时稳压管在截止区(相当于断路),Uo=10x(5/7)=7.14V。
两个稳压管反向串联
Dz1的稳定电压为6V,Dz2的稳定电压为12V,设稳压管的正向导通压降为0.7V,则输出电压Uo为多少?
假设法:
如果Dz1处于稳压区,则流过Dz1的电流为从上到下,U2=24V,Dz2正向导通,电流也为从上到下,符合,此时Uo=6+0.7=6.7V。
如果Dz2处于稳压区,则流过Dz2的电流为从下到上。U1=-48V,Dz1处于截断状态,Dz1中没有电流,这与Dz2中的电流流向产生矛盾,所以假设错误。
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