二極管恒壓降模型(也叫 理想二極管的簡化模型)是電子電路分析中常用的一種簡化模型,用于快速計算和理解二極管電路行為。下面我給你詳細解析:
1?? 恒壓降模型概念
恒壓降模型把二極管看作一個具有 固定正向電壓降 VDV_DVD 的開關(guān)元件:
正向?qū)ǎ寒敹O管正向?qū)〞r,它的電壓固定在一個常數(shù)值 VDV_DVD(通常:
硅二極管 VD≈0.7VV_D \approx 0.7VVD≈0.7V
結(jié)型二極管 VD≈0.3VV_D \approx 0.3VVD≈0.3V)
反向截止:當二極管反向偏置時,它不導(dǎo)電,相當于開路。
簡單來說:
VD={V恒定ID>00ID=0V_{D} = \begin{cases}
V_\text{恒定} & I_D > 0 \\
0 & I_D = 0
\end{cases}VD={V恒定0ID>0ID=0
2?? 恒壓降模型的電路表示
在電路圖中:
導(dǎo)通狀態(tài):二極管用一個 電壓源 VDV_DVD + 導(dǎo)通電阻近似為 0 表示。
截止狀態(tài):二極管用 開路 表示。
示意圖:
│
───┤|───> 正向,電壓降 V_D
│
或者在分析時,把二極管替換成:
正向:理想導(dǎo)線 + 電壓源 V_D
反向:開路
3?? 恒壓降模型的公式
正向電流與電壓關(guān)系(近似):
VD≈0.7V (硅二極管)V_D \approx 0.7\text{V (硅二極管)}VD≈0.7V (硅二極管)
ID=VS?VDR(串聯(lián)電阻 R)I_D = \frac{V_{S} - V_D}{R} \quad (\text{串聯(lián)電阻 R})ID=RVS?VD(串聯(lián)電阻 R)
反向電流:
ID≈0(忽略泄漏電流)I_D \approx 0 \quad (\text{忽略泄漏電流})ID≈0(忽略泄漏電流)
特點:
簡單,便于手算電路分析。
精度比指數(shù)模型差,但對大多數(shù)數(shù)字電路和粗略分析足夠。
對于小信號分析不適用,因為它忽略了二極管的動態(tài)電阻。
4?? 應(yīng)用舉例
例:簡單整流電路
V_s --- R ---|>|--- V_out
硅二極管正向電壓 VD=0.7VV_D = 0.7VVD=0.7V
輸出電壓:
Vout=Vs?VDV_\text{out} = V_s - V_DVout=Vs?VD
當 Vs<VDV_s < V_DVs<VD 時,二極管截止,Vout≈0V_\text{out} \approx 0Vout≈0。