第二次课重难点

小飞哥玩嵌入式

上完第一次模电课，大家想象的周末是这样的：

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但第二次课上过后，

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听到大家的呼声，贴心的重难点悄然而至╰(●’?’●)╮。

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这节课我们不仅讲解了PN结的形成，PN结的特性，还过渡到二极管，讲解了二极管电路的求解。第一章所有的考点几乎都在这节课了(*^▽^*)
01PN结的单向导电性
PN结加正向电压
   如果外电场电压低于PN结内建电位差，自由电子就没有足够的能量通过耗尽层，当它们进入耗尽层时离子会把它们推回N区，因此PN结在外电场还很小时是没有电流的。
    当外电场的电压大于PN结内建电位差时，自由电子拥有足够能量通过耗尽层，外电场削弱了内电场，耗尽层变窄，PN结导通，形成连续电流。

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Tips
    如果观察一个电子通过整个电路的过程：一个自由电子离开电源的负极，进入二极管的右端，穿过n区并到达PN结。当电源电压大于内电场，这个自由电子具有足够的能量穿越耗尽层。当它到达P区不久，便会与某个空穴复合。此时，自由电子变成了一个价电子，并继续向左移动，从一个空穴迁移到另一个空穴，直至到达PN结左端。当它离开二极管的左端时，便产生一个新的空穴，整个过程又重新开始。
    由于数以亿计的电子都在进行着同样的行程，从而形成了通过二极管的连续电流。
PN结加反向电压
    外加电场方向和PN结内电场方向相同，外电场增强内电场，耗尽层变厚，进一步阻止了多子的扩散运动，却加剧了少子的漂移运动，形成反向电流。只是因为少子的数目极少，即使所有的少子都参与漂移运动，反向电流也非常小，所以PN结在反向偏置时，呈现出一个阻值很大的电阻，此时可以认为它基本不导电，称为PN结截止。

   
02
应用理想模型和恒压源模型分析二极管电路

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     首先，重温一下重要两页PPT。

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    判断二极管是导通还是截止的一般方法是：先假设二极管截止(断开)，分析出二极管正极和负极的电压差，然后根据具体的模型判断。
    以硅管为例，理想模型：电压差和0V比较；恒压降模型：电压差和0.7V比较。
例
1    下图二极管为理想，判断下图二极管是导通还是截止。

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    根据我们说的方法，先假设二极管断开，那么以地为电位参考点，这时计算A点和B点处的电压：

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    因为是使用理想模型，所以将AB间的电位差和0进行比较，
VA-VB=-2.5

END    同理再看一个：

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    同样将D断开，以地电位为参考点，计算二极管正极（A点），负极(B点)的电位：

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AB间的电位差和0进行比较，所以D是导通的。
例
2
    电路如下图所示，已知输入电压为幅度为5V的正弦信号，二极管正向导通电压为0.7V，试画出输入和输出的波形。

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    这个电路有两个二极管，观察电路后发现，D1导通时D2是截止的。分析D1导通的条件时，可以将D2开路考虑。由于D1的负极电位为3V,而正极接输入电压，二极管是用恒压源模型，导通条件要和导通电压0.7V进行比较，因此需要输入电压高于3.7V时D1才能导通，一旦D1导通，其正极电位就为3.7 V。
    接着判断D2管子，观察后发现它导通时，D1已经是截止的，因此负极接输入电压，正极接地，当输入电压小于-0.7V时，D2才导通。导通后就等效于一个-0.7V的恒定电源。
    那么输入电压在-0.7到3.7V之间时，两个管子都是截止的，那么都看成断路，因此输出电压就等于输入电压。
    通过上面的分析，可以画出输出的波形图：

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END例
3
电路和输入波形如图所示，设两个二极管均设为理想，试画出输出的波形。

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    该题的二极管是看成理想的，所以判断导通时需要和零比较。D1管子负极接2V,观察当D1导通时，D2应该是截止的，那么它的正极接的是输入电压的一半。因此，

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D2管子正极接-4V，D2导通时，D1是截止的，因此，正极接的是输入电压的一半，因此，

     当输入电压在4和-8之间时，两个管子都是截止，因此，输出为1/2ui。
输出波形如下：

END
    看了这么多例题，该有点感觉了吧?


    到抢答时间喽。好好想想，然后把答案留在留言区里。
    看谁速度快哦( ?° ?? ?°)

如下图电路，二极管为理想模型，若当输入u为5V、1V和-6V时，输出uo分别为多少？

(16级的小伙伴们有没有觉得这个题目有点眼熟?)????

P.S.：“作业”的回复已恢复?乛?乛?


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