二极管恒压降模型(也叫 理想二极管的简化模型)是电子电路分析中常用的一种简化模型,用于快速计算和理解二极管电路行为。下面我给你详细解析:
1️⃣ 恒压降模型概念
恒压降模型把二极管看作一个具有 固定正向电压降 VDV_DVD 的开关元件:
正向导通:当二极管正向导通时,它的电压固定在一个常数值 VDV_DVD(通常:
硅二极管 VD≈0.7VV_D \approx 0.7VVD≈0.7V
结型二极管 VD≈0.3VV_D \approx 0.3VVD≈0.3V)
反向截止:当二极管反向偏置时,它不导电,相当于开路。
简单来说:
VD={V恒定ID>00ID=0V_{D} = \begin{cases}
V_\text{恒定} & I_D > 0 \\
0 & I_D = 0
\end{cases}VD={V恒定0ID>0ID=0
2️⃣ 恒压降模型的电路表示
在电路图中:
导通状态:二极管用一个 电压源 VDV_DVD + 导通电阻近似为 0 表示。
截止状态:二极管用 开路 表示。
示意图:
│
───┤|───> 正向,电压降 V_D
│
或者在分析时,把二极管替换成:
正向:理想导线 + 电压源 V_D
反向:开路
3️⃣ 恒压降模型的公式
正向电流与电压关系(近似):
VD≈0.7V (硅二极管)V_D \approx 0.7\text{V (硅二极管)}VD≈0.7V (硅二极管)
ID=VS−VDR(串联电阻 R)I_D = \frac{V_{S} - V_D}{R} \quad (\text{串联电阻 R})ID=RVS−VD(串联电阻 R)
反向电流:
ID≈0(忽略泄漏电流)I_D \approx 0 \quad (\text{忽略泄漏电流})ID≈0(忽略泄漏电流)
特点:
简单,便于手算电路分析。
精度比指数模型差,但对大多数数字电路和粗略分析足够。
对于小信号分析不适用,因为它忽略了二极管的动态电阻。
4️⃣ 应用举例
例:简单整流电路
V_s --- R ---|>|--- V_out
硅二极管正向电压 VD=0.7VV_D = 0.7VVD=0.7V
输出电压:
Vout=Vs−VDV_\text{out} = V_s - V_DVout=Vs−VD
当 Vs<VDV_s < V_DVs<VD 时,二极管截止,Vout≈0V_\text{out} \approx 0Vout≈0。