晶体管电路设计 第11课 二极管的动态特性

晶体管电路设计 第11课 二极管的动态特性
2018年02月06日 15:43 爱你雅课

温度升高 反向漏电流增大

正向 压降减小

二极管 特性

半导体二极管是一种非线性器件,它对直流和交流(或者说动态量)呈现出不同的等效电阻。二极管的直流电阻是其工作在伏安特性上某一点时的端电压与其电流之比。

图(a)电路(b)二极管伏安特性和工作点Q(c)二极管的直流电阻

在直流电源V的作用下,对应于二极管电流ID和二极管两端电压UD的点称为静态工作点,该点对应的直流电阻为

动态电阻是在一个固定的直流电压和电流(即静态工作点Q)的基础上,由交流信号u

i

引起特性曲线在

Q

点附近的一小段电压和电流的变化产生的。若该交流信号

u

i

是低频,而且幅度很小(通常称低频小信号),则由此引起的电流变化量也很小,这一小段特性曲线可以用通过

Q

点的切线来等效。

图(a)电路(b)二极管伏安特性(c)二极管的动态电阻

若在Q点的基础上外加微小的低频信号,二极管两端产生的电压变化量和电流变化量如图(b)中所标注,则此时的二极管可等效成一个动态电阻r

d

,根据二极管的电流方程可得

r

d

是用以

Q

点为切点的切线斜率的倒数。显然,

Q

点在伏安特性上的位置不同,

r

d

的数值将不同。根据二极管的电流方程

可得:

因此

I

D

为静态电流,常温下UT=26mV。可知,静态电流ID越大,r

d

将越小。设

U

D

0.7V

时,

I

D

2mA

。由此可得直流电阻

R

D

350

,而动态电阻(交流电阻)

可见二者相差甚远,切不可混淆。

根据上面的解释,应该很容易理解用普通万用表的电阻档对二极管进行测量时,所测到的电阻值应该表示二极管的直流电阻而非动态电阻。

同时,用普通万用表的欧姆档去测量二极管的正向电阻时,由于表的内阻不同,使测量时流过管子的电流大小不同,也就是工作点的位置不同,故测得的RD值也不同。

(2)三极管VT1有一个与温度相关的不良特性,即温度升高时,三极管VT1基极电流会增大,温度愈高基极电流愈大,反之则小,显然三极管VT1的温度稳定性能不好。由此可知,放大器的温度稳定性能不良是由于三极管温度特性造成的。

利用二极管的管压降温度特性可以正确解释VD1在电路中的作用。假设温度升高,根据三极管特性可知,VT1的基极电流会增大一些。当温度升高时,二极管VD1的管压降会下降一些,VD1管压降的下降导致VT1基极电压下降一些,结果使VT1基极电流下降。由上述分析可知,加入二极管VD1后,原来温度升高使VT1基极电流增大的,现在通过VD1电路可以使VT1基极电流减小一些,这样起到稳定三极管VT1基极电流的作用,所以VD1可以起温度补偿的作用

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