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基于中職二極管電路解題方法研究

作者:楊海寧 王稱義來(lái)源:《網(wǎng)友世界》日期:2015-03-08人氣:1063

    在電子技術(shù)中,二極管是最重要的導(dǎo)體器件之一,其在電子電路中的應(yīng)用非常廣泛。而在中職《電子技術(shù)基礎(chǔ)》學(xué)習(xí)中,二極管電路的計(jì)算卻讓學(xué)生深感頭痛。本文就對(duì)二極管電路的相關(guān)解題方法和技巧進(jìn)行了探究,以期使學(xué)生達(dá)到解決具體問(wèn)題更加得心應(yīng)手的目的。

一、狀態(tài)法

    針對(duì)二極管限幅電路類的題型,可采用狀態(tài)法求解。所謂狀態(tài)法其實(shí)就是將二極管的狀態(tài)作為參考點(diǎn),對(duì)二極管導(dǎo)通和截止時(shí)輸入電壓必須滿足的條件進(jìn)行分析,得出電路狀態(tài)表,之后在電路狀態(tài)表的基礎(chǔ)上畫出對(duì)應(yīng)的輸出波形。在解決此類題型的時(shí)候必須把握好原則,輸出波形只能為上限幅、下限幅或雙邊限幅。

例:二極管電路如圖所示,其輸出電壓為V1=10V,一直二極管為理想器件,試畫出其輸出電壓V0的波形。

 

圖(1)

上圖分別為上限幅電路、下限幅電路、雙邊限幅電路,上限幅電路狀態(tài)表如圖(2)。

圖(2):二極管電路狀態(tài)表

條件

二極管狀態(tài)

輸出電壓

Vi>5V

V1導(dǎo)通,V2截止

V0=5V

Vi<3V

V2導(dǎo)通,V1截止

V0=-3V

-3V《Vi《5V

V1、V2都截止

V0=Vi

得出狀態(tài)表之后再畫出輸出電壓V0的波形即可。

二、分割法

    在計(jì)算一般型二極管電路題型的時(shí)候通常采用分割法。所謂分割法是在對(duì)二極管電路進(jìn)行分析的時(shí)候先將電路中部分含有二極管的支路分割出去,簡(jiǎn)化、明晰分割后的電路計(jì)算過(guò)程,很快便會(huì)得出結(jié)論,得出相關(guān)結(jié)論后再恢復(fù)被分割的電路,最后檢驗(yàn)分析結(jié)果是否正確,若恢復(fù)后的支路中的二極管處于導(dǎo)通狀態(tài),則需要再次對(duì)其他部分含有二極管的支路進(jìn)行分割分析,若處于截止?fàn)顟B(tài),則說(shuō)明分析后得出的結(jié)論是正確的。

例1:二極管電路圖如圖(3)所示,二極管為理想器件,求I1、I2以及V0。

 

圖(3)

    該題的二極管電路圖中有兩個(gè)二極管,即V1和V2,通常在含有多個(gè)二極管支路的電路中先去掉哪個(gè)二極管支路直接決定著解題過(guò)程的簡(jiǎn)單、復(fù)雜程度,所以在教學(xué)過(guò)程中,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生遵循鄧簡(jiǎn)去繁的解題原則。下面我們將例題分為兩種情況來(lái)分析:

    第一種,去掉含有二極管V1支路,由3k電阻、5V電源、10V電源以及二極管V2組成的回路中,二極管V2為理想器件,承受正向電壓導(dǎo)通,所以我們可得出V0=-5V的結(jié)論,結(jié)論得出之后恢復(fù)二極管V1支路,由于恢復(fù)后的二極管V1承受-5V的電壓而截止,所以其對(duì)得出的結(jié)論沒(méi)有影響,那么我們可以認(rèn)為V0=-5V是正確的結(jié)論。

    第二種,去掉二極管V2支路和5V電源支路,相較于情況一,這種情況的解題過(guò)程較為復(fù)雜,在由3k電阻、10V電源以及二極管V1組成的回路中,二極管V1為理想器件,其承受正向電壓導(dǎo)通,得出V0=0V的結(jié)論,將分割后的支路恢復(fù)后,發(fā)現(xiàn)二極管V2處于導(dǎo)通狀態(tài),對(duì)得出的結(jié)論造成了影響,可見(jiàn)結(jié)論不正確。二極管V2導(dǎo)通使原結(jié)論變成V0=-5V,處于導(dǎo)通狀態(tài)的二極管V1變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài),由此可見(jiàn),該題的正確結(jié)論是V0=-5V,由最終結(jié)論得出I1=0mA,I2=5mA。

例2:二極管電路圖如圖(4)所示,二極管為理想器件,當(dāng)Vi=10V時(shí),V0為多少;Vi=4V,V0為多少。

 

圖(4)

    解題時(shí),先分割含有電阻R2、電源E2和二極管V2的電路,然后輸入Vi=10V,此時(shí)二極管V1處于截止?fàn)顟B(tài),且VA為8V,恢復(fù)電路,由于VA為8V,VB為5V,所以恢復(fù)后的二極管V2處于截止?fàn)顟B(tài),此時(shí)V0=5V。輸入Vi=4V,同理可求出V0=4V。

三、結(jié)語(yǔ)

    二極管電路的解題方法與一般電工電路不同,在進(jìn)行電路分析和計(jì)算的時(shí)候,務(wù)必先要弄清楚電路中半導(dǎo)體器件的類型、性能、工作狀態(tài)等,這是學(xué)生解決問(wèn)題的關(guān)鍵所在。只要思路清晰,計(jì)算方法正確,學(xué)生很快就能對(duì)二極管電路做出準(zhǔn)確計(jì)算。當(dāng)然,電源電壓不同,采用的電路模型也不同,這是教師在教學(xué)中應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題。

參考文獻(xiàn):

[1]胡淑云.含有二極管電路的分析要領(lǐng)的探索[J].科技信息.2011,(13):293-294.

[2]孫雪麗.探究幾種電路分析方法的應(yīng)用技巧[J].中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊.2013,(28):169-170.

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