分析二極管電路

二極管使電路分析變得更加困難，因為它們具有非線性電流電壓特性。換句話說，二極管沒有一個單一的數值來捕獲電流和電壓之間的數學關系。

對于電阻器，這個單一數值就是電阻，因此當我們繪制電阻器的電流和電壓之間的關系時，我們得到一條直線。另一方面，對于典型的硅二極管，非線性 I-V 關系圖如下所示的指數曲線。

1二極管作為開關

分析二極管電路最簡單（也是最不準確）的方法是假設二極管是一個壓控開關，充當完美的電流單向閥。如果這個“開關”上的電壓大于 0 V，電流就會自由流動，沒有任何電阻或壓降。如果“開關”兩端的電壓小于或等于 0 V，則沒有電流流動。

此類分析的第一步是假設二極管導通或不導通。任何一種假設都會得出正確的結果，因此請做出您最好的猜測。如果假設二極管導通，則將二極管保留在原理圖中，但將其視為一根電線。如果認為它不導電，則將其替換為開路。

現在繼續分析，并檢查是否有有意義的結果。如果假設開路兩端的電壓大于零，則假設是錯誤的——二極管實際上是導通的。如果流經導電二極管的電流從陰極流向陽極，則該假設是錯誤的 - 我們將分析限制于正向導通二極管，因此從陰極流向陽極的電流表明該二極管實際上不導電。

頂部的原理圖代表原始電路。在左下角，二極管被假定為不導通，并已被開路取代。在右下角，假設二極管處于導通狀態，并已被零電阻連接所取代。

這種方法可能看起來相當原始，但它實際上是執行快速初步分析的便捷方法。當電路涉及的電壓相對于典型二極管正向電壓相當大時，或者當電路包含多個二極管并且主要關心的是確定哪些二極管正在導通時，它特別有用。

2恒壓降法

當我們使用上一節中描述的方法時，我們正在分析電路，就好像二極管是理想的一樣，這意味著它們充當完美的電流單向閥。我們可以通過簡單地結合代表二極管壓降的理想電池來使該方法更加現實。

電池成為整個二極管組件的一個組成部分，如下圖所示。

二極管符號代表理想二極管，電池有兩個作用：修改導通的閾值條件，并在二極管導通時產生電壓降。

由于理想電池的電壓是固定且恒定的，因此該分析技術對應于由兩個離散狀態組成的簡化二極管模型：如果二極管兩端的陽極到陰極電壓小于 0.7 V，則二極管關閉并工作作為開路；如果電壓大于或等于 0.7 V，則二極管以零電阻導通，但會產生 0.7 V 的壓降。（您不必使用 0.7 V 作為恒定壓降，但這是標準選擇典型的硅二極管。）

3了解恒壓降模型

如果您不清楚該模型的工作原理，請記住電池的極性與流經二極管的正向電流方向相反。因此，在正向電壓超過電池電壓之前，沒有電流可以從陽極流向陰極，這意味著電池為二極管導通創建了閾值條件。另請注意，電池不會產生干擾我們電路分析的雜散電流，因為理想二極管不允許電流沿陰極到陽極方向流動。

開始導通后，電池電壓變為正常電壓降。讓我們再次考慮電池的極性。想象一下電池位置有一個電阻；我們可以通過在左側畫正極性、在右側畫負極性來表示電阻器的壓降，并且我們知道，這種方向表示當我們沿著電流路徑移動時電壓損失。電池具有相同的極性方向，因此它也代表電壓損失，在這種情況下是由二極管而不是電阻器引起的。

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