1、静态工作点Q与微变等效模型(交流等效模型)
当二极管外加一正向直流电压UD时,将产生一直流电流ID,定义点(UD,ID)为静态工作点Q。在有Q点的基础上(即有静态直流电压UD和静态直流电流ID),输入一个微小的交流变化量ui。此时,对于该微小输入量来说,二极管可以等效为一个纯电阻rd(一个可以随静态工作点变化而变化的动态电阻),经推导可得:
rd=UT/ID
UT为电压当量,常温时约等于26mV。
上述将二极管等效为一个纯动态电阻的模型,称为二极管的微变等效模型(也称交流等效模型)。
2、二极管微变等效模型的实际应用
以下图二极管应用电路为例,V为直流电压源电压,ui为在直流电压基础上叠加的微小交流信号(幅值较小,频率较低),利用微变等效模型求解电阻R上的输出。
(1)求解二极管的静态直流电流ID:由于静态工作点只与直流电压V有关,电阻与二极管串联,电流相等,所以ID=IR=(V-0.6)/R,假设图中二极管的正向导通电压为0.6V。
(2)计算二极管的微变等效电阻:rd=UT/[(V-0.6)/R]。
(3)将二极管等效为电阻rd:计算二极管(电阻)交流电流为
id=ir=ui/(rd+R)。
(4)二极管总电流(电阻总电流)=直流电流+交流电流,
iD=ID+id
iR=IR+ir
(5)电阻R上的输出:uR=iR*R
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