e
v D /VT Q

VT ID
iD VT

Q

ID VT
则 rd
1 gd

VT ID
常温下（T=300K）
rd
26 ( mV ) I D ( mA )
2. 模型分析法应用举例
1) 整流电路 2）限幅电路 3）开关电路 4）低电压稳压电路 5）箝位电路 6）其它电路
分析方法：
1）选取参考点； 2）用理想模型、恒压降或折线模型代替二极管； 3）断开理想二极管，求N、P两端的电压。
vd
_ R
+
vO
_
7) 其它电路
＋VCC ＋VCC
－
＋
vi
＋
－
-VEE
vo
-VEE
vo
防止共模输入电压过大
防止电源反接
－ ＋
vo
防止差模输入电压过大
2．模型分析法应用举例
（6）小信号工作情况分析
直流通路、交流通路、静态、动态 等概念，在放大电路的分析中非常重要。
图示电路中，VDD = 5V，R = 5k，恒压降模型的VD=0.7V，vs = 0.1sint V。 （1）求输出电压vO的交流量和总量；（2）绘出vO的波形。
t
vo
3 0
t
2）用恒压降模型分析
+
vi – R D
0.7
+
vo –
VREF
当vi 3 0.7时，D通，vO 3.7V
当vi 3 0.7时，D止，vO vi
（3）限幅电路 电路如图，R = 1kΩ，VREF = 3V，二极管为硅二极管。分别 用理想模型和恒压降模型求解，当vI = 6sint V时，绘出相应的输 出电压vO的波形。
VCC
4.7K
VI1
D1
V0
导通 截止 截止
VI2
D2
+
5V
5V
0V
5V
导通
截止
0V
5V
D1
4.7K + -
由上表可见，在输入电压V1和V2中， 只要有一个为0V，则输出为 0V；只 有当两输入电压均为5V时，输出才为
VI1
-
VI2
D2
VCC
5V
5V，这种
关系在数字电路中称为“与” 逻辑。
5) 低电压稳压电路
若VP>VN，则理想二极管导通，用短路代替；
若VN>VP，则理想二极管截止，用开路代替。
4）分析电路中待求量。
习题：P97页 3.4.5 电路如图，求VAO。
P D N + 3k 6V 12V
A
VAO –
O
解：取 O 点作参考点 VP =－6 V VN =－12 V VP>VN 二极管导通
VAO =－ 6V
iD
rD
0.7 0.5 1mA
Vth
vD
200
电路模型
+
vD
_
其中，Vth和rD的值不是 固定不变的。
Vth rD
iD
3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法
1.二极管V-I 特性的建模
1 R 1 R
（4）小信号模型
iD
vD
(V DD v s )
vs =0 时, Q点称为静态工作点 ，反映直流时的工作状态。 vs =Vmsint 时（Vm<<VDD）, 将Q点附近小范围内的V-I 特性线性 化，得到小信号模型，即以Q点为切点的一条直线。
VDD 10V
VDD 1 V
VDD 10V
V VDD 1 VDD 10V VDD 1 V
(V)
D
(mA)
VD
0 1
0 0.1
0.7 0.93
0.7 0.03
0.69 0.931
0.51 0.049
由上分析，可得如下结论： 在电源电压远大于二极管压降时，恒压降模型能 得出较合理得结果；而当电源电压较低时，折线模型 能得到较满意得结果。
v vi 0V，D止， 0 vi
vi 4V，D通， 0 VREF v
+ vi
R
+
D VREF
vo
–
v vi 6V， 通， 0 VREF D
vi 6 sin wt (V)，
–
vi
6 3 0
vi VREF， 通， 0 VREF v D vi VREF，D止， v0 vi
3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法
1.二极管V-I 特性的建模
（4）小信号模型 过Q点的切线可以等效成
一个微变电阻
即 rd
vD iD
（a）V-I特性 （b）电路模型
根据 i I ( e v D / V T 1 ) D S 得Q点处的微变电导
gd d iD dvD
Q

IS VT
D VDD R
VDD
D
+ R
_
VD
D
R
+
VD
b.使用恒压降模型 VDD 0.7 D导通 VD 0.7V D
R
c.使用折线模型 D导通 D
VDD Vth R rD
R
VDD
0.7V
_
D
+
VD
0.5V
VDD
VD 0.5 D rD
rD
_
将数据带入上述公式得下表： 理 想 模 型 恒压降模型 折 线 模 型
3)用折线模型分析
二极管D断开， vA=vi－Vth，vB=VREF
若VA>VB，D通，则
VO Vth VREF Vi Vth VREF R rD rD
R
+ rD
vi – Vth
+
A vo –B
VREF
取rD=200Ω，则VO=0.17Vi－2.917 若VA<VB，D截止，则VO=Vi
图(b)是它的习惯画法。对于下列两种情况，求电路
的 D和 VD的值：(1)VDD=10V；(2)VDD=1V。在每种情况
下，应用理想模型、恒压降模型和折线模型求解。
VDD
R R iD D vD iD D
VDD
R vD R
iD D
v
VDD
vD
图（a)
图（b）
解：
a.使用理想模型 D导通
VD 0V
（1）上限幅器
+
R
+
并联上限幅器
ui
D
VREF
uo –
– D R VREF
+
+ uo –
串联上限幅器
ui
–
（2）下限幅器
+
R
+
并联下限幅器
ui
D
VREF
uo –
– +
D R VREF
+
uo –
串联下限幅器
ui –
（3）双向限幅器
+ ui – R D1 VREF1 D2 + uo
VREF2 –
例3.4.4 一限幅电路如图所示，R=1KΩ, VREF=3V。 （1）vi=0V、4V、6V时，
S
S
2）恒压降模型 ：信号幅度远大于二极管压降
二极管导通后,其管压降认为是恒定的,且不
随电流而变化,典型值是 0.7V。不过，这只有当二
极管的电流iD近似等于或大于1mA时才正确。
iD
电路模型
+
vD
_
0.7V 0.7V
vD
iD
3) 折线模型 ：信号幅度不能远大于二极管压降
二极管的管压降不 是恒定的，而是随着通 过二极管电流的增加而 增加。Vth约为0.5V(硅）
3) 限幅电路
在电子技术中，常用限幅电路对各种信号进行
处理。它是用来让信号在预置的电平范围内，有选
择地传输一部分。 限幅电路，又称消波器，是利用二极管在外加 正向电压超过门坎电压（死区电压）时导通，且导
通后管子两端电压基本不变得特点，限制输出电压
的幅度。
根据二极管的位置不同，限幅电路有三种基本
形式：上限幅器，下限幅器，双向限幅器。
ui / V
2
O
-0.7V < ui < 0.7 V
t
V1、V2 均截止 ui < 0.7 V
uO = ui
uO/ V 0.7
V1 导通 V2 截止 uO = 0.7 V
t
0.7
O
习题：P97 3.4.7 3.4.8 3.4.9
5V
4) 开关电路
例3.4.5
V1 0V 0V V2 0V 5V D1 导通 D2 导通 截止 V0 0V 0V
例3.4.1 电路如图所示，已知二极管的V-I特性曲线、电源VDD和 电阻R，求二极管两端电压vD和流过二极管的电流iD 。
解：由电路的KVL方程，可得
即
iD 1 R vD 1 R V DD
iD
V DD v D R
是一条斜率为-1/R的直线，称为负载线
Q的坐标值（VD，ID）即为所求。Q点称为电路的工作点
习题：P97 页 3.4.6
15V
+
R3 R5 R1
VA
D
N P
15 R1 R2
10 R5 R6
R2 1V
R6 15 R3 R4 R4 3.5V
10V B
R6
A
VB