本文主要是關(guān)于二極管模型的相關(guān)介紹，并著重對(duì)二極管模型進(jìn)行了詳盡的闡述。
二極管恒壓降模型
二極管的恒壓降模型在實(shí)踐中使用是比較廣泛的。
它對(duì)二極管伏安特性在一定程度上進(jìn)行了合理的近似建模。
該模型中，使用一個(gè)理想二極管模型和直流電源串聯(lián)實(shí)現(xiàn)。理想二極管的單向?qū)щ姏Q定了，恒壓降模型也是單向?qū)щ姟Ｔ谕饧诱螂妷簳r(shí)，只有大于0.7V（硅管）才會(huì)產(chǎn)生正向?qū)娏鳌?/p>
判斷二極管導(dǎo)通狀態(tài)
如何判斷電路中的二極管是否導(dǎo)通，其實(shí)靠的是試驗(yàn)法。
先將電路中的二極管拿掉，計(jì)算原位置處兩端正向電壓；如果大于0.7v，那么把二極管再放回原位置的話，二極管必然是導(dǎo)通的。
舉例：
?。╝）圖中，拿掉二極管D可知，D陽(yáng)極電位為-15v，陰極電位為-12v，D正向電壓為-3v，故D不導(dǎo)通，AO兩端電壓為-12V。
（b）圖，同時(shí)拿掉D1，D2。
得到D1原位置處兩端電壓為0-（-9）=9v
得到D2原位置處兩端電壓為-6-（-9）=3v
兩個(gè)二極管都導(dǎo)通嗎？不一定！由于二極管導(dǎo)通后會(huì)導(dǎo)致電路中各點(diǎn)電位重新分配，所以將二極管接回原電路的時(shí)候要一個(gè)一個(gè)來(lái)。
D1兩端壓差有9V，比D2的壓差要高。我們就先將D1接回原電路，此時(shí)，A點(diǎn)電位是-0.7v，重新計(jì)算D2處兩端壓差為-6-（-0.7）=-5.3v?？吹搅税桑藭r(shí)如果將D2接回電路是不導(dǎo)通的。
判斷輸出電壓波形
分析如下：
D1在ui大于3.7v時(shí)導(dǎo)通，D2截止，此時(shí)uo=3.7v。
D2在ui小于-3.7v導(dǎo)通，D1截止，此時(shí)uo=-3.7。
D1D2同時(shí)導(dǎo)通的情況不存在。
D1D2在-3.7《ui《3.7時(shí)，都截止，對(duì)輸出uo沒(méi)影響，uo=ui
二極管的各種模型
已經(jīng)知道二極管是一種具有PN結(jié)的元件。在這一節(jié)，你將會(huì)學(xué)到二極管的電子符號(hào)，也能夠在進(jìn)行線路分析時(shí)，按照三種不同復(fù)雜度，分別采用合適的二極管替代模型。同時(shí)，本節(jié)也會(huì)介紹二極管的封裝和辨識(shí)二極管的引腳的方法。
在學(xué)習(xí)完本節(jié)的內(nèi)容后，你應(yīng)該能夠：參與討論二極管的工作原理，并說(shuō)出三種二極管的模型；識(shí)別二極管的符號(hào)，并能確認(rèn)二極管的引腳；識(shí)別二極昝的不同外形結(jié)構(gòu)；解釋二極管的理想、實(shí)際和完整模型。
1.二極管的結(jié)構(gòu)和符號(hào)
如你所知，二極管是單PN結(jié)的元件，在P型區(qū)和N型區(qū)兩邊分別接上金屬接點(diǎn)和導(dǎo)線，如圖1.31（a）所示。二極管的一半是N型半導(dǎo)體，而另一半是P型半導(dǎo)體。
目前有多種類型的二極管，本章所介紹的一般二極管或整流二極管的圖標(biāo)符號(hào)，則顯示在圖1.31（b）。N型區(qū)稱為陰極（ cathode），而P型區(qū)則稱為陽(yáng)極（anode）。符號(hào)中的箭頭所指的方向，就是傳統(tǒng)的電流方向（與電子流的方向相反）。
?。?）正向偏壓下的接線方式
如果電壓源是按照?qǐng)D1. 32（a）的方式和二極管互相連接，則稱此二極管受到正向偏壓的作用。電壓源的正極經(jīng)過(guò)一個(gè)限流電阻，再連接到二極管的陽(yáng)極。電壓源的負(fù)極則接到二極管的陰極。正向電流（IF）則如圖所示，從二極管的陽(yáng)極流向陰極。正向電壓降（VF）則是因?yàn)殚T(mén)檻電壓的存在，使得二極管的陽(yáng)極成為正極，而二極管的陰極成為負(fù)極。
?。?）反向偏壓下的接線方式
如果電壓源是按照?qǐng)D1. 32（b）的方式和二極管互相連接，則稱此二極管受到反向偏壓的作用。咆壓源的負(fù)極經(jīng)過(guò)線路接到二極管的陽(yáng)極。電壓源的正極則接到二極管的陰極。反向偏壓通常不需要限流電阻，但為了線路的一致性，仍在圖中繪出。反向電流可予以忽略。要注意的是整個(gè)線路的偏壓（VBIAS）都消耗在二極管。
2.理想的二極管模型
理想的二極管模型（the ideal diode model）可視為一個(gè)簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)。對(duì)二極管施加正向偏壓時(shí)，二極管就像是一個(gè)閉合的開(kāi)關(guān)（on），如圖1.33（a）所示。對(duì)二極管施加反向偏壓時(shí)，二極管就像是一個(gè)斷路的開(kāi)關(guān)（off），如圖1.33（b）所示。至于門(mén)檻電壓、正向動(dòng)態(tài)阻抗和反向電流都予以忽略。
在圖1.33（c）中，繪出了理想二極管的電壓一電流特性曲線圖。既然門(mén)檻電壓和正向動(dòng)態(tài)阻抗都予以忽略，因此在正向偏壓下，可以假設(shè)二極管不會(huì)造成電壓降，就如同位于垂直軸上的部分特性曲線所顯示的含義一樣。
正向電流（IF）是由所施加的偏壓值和限流電阻，按照歐姆定律：
IF=VBIAS/RLIMIT （1.2）
既然反向電流可以忽略，就可假設(shè)其值為零．如圖1. 33（c）中在負(fù)水平軸的部分特性曲線所示。
IR =OA
此時(shí)反向電壓等于所施加的偏壓電壓值。
VR=VBlAS
當(dāng)你在進(jìn)行故障檢修，或者找尋線路的工作狀況時(shí)，因不需要考慮電壓和電流的精確值，可以考慮改用二極管理想模型代替。
3.實(shí)際的二極管模型
實(shí)際的二極管模型（the practical diode model）是將門(mén)檻電壓加入理想的開(kāi)關(guān)模型。當(dāng)二極管處于正向偏壓下，它等于一個(gè)閉合開(kāi)關(guān)再串接一個(gè)很小的等效電壓源，電壓源的電壓等于門(mén)檻電壓（0.7V），并將電壓源的正極接到二極管的陽(yáng)極，如圖1. 34（a）所示。
這個(gè)等效電壓源代表二極管在正向偏壓下，在PN結(jié)上所產(chǎn)生的固定電壓降（VF），此等效電路中的電壓源并非主動(dòng)電壓源。
當(dāng)二極管處在反向偏壓時(shí)，它等于一個(gè)開(kāi)路的開(kāi)關(guān)，就如同理想模型，如圖1. 34（b）所示。門(mén)檻電壓并不會(huì)影響到反向偏壓，所以不需加以考慮。
實(shí)際二極管模型的特性曲線表示在圖1. 34（c）。既然門(mén)檻電壓已考慮在內(nèi)，而動(dòng)態(tài)阻抗不予考慮，因此可以假設(shè)在正向偏壓下，二極管本身?yè)碛械碾妷航?，如圖所示，特性曲線向原點(diǎn)右方平行位移的部分就是這個(gè)電壓。
VF=0. 7V
正向電流是依照下述公式算出，首先，將基爾霍夫電壓定律應(yīng)用到圖1.34（a）：
VBIAS-VF-VRLIMIT=0
VRLIMIT=IFRLIMIT
代入后解出IF為：
IF=VBIAS-VF/RLIMIT
假設(shè)二極管反向電流的值為零，如圖1. 34（c）中在負(fù)水平軸上的部分特性曲線所示。
IR =OA
VR=VBIAS
4.完整二極管模型
二極管的完整模型（the complete diode model）是由門(mén)檻電壓，小的正向動(dòng)態(tài)阻抗（rd‘）和大的內(nèi)部反向阻抗（rR’）所組成。之所以要將反向阻抗考慮進(jìn)來(lái)，是因?yàn)榇硕O管模型要考慮到反向電流，因此必須將反向電
流所流經(jīng)的反向電阻包括進(jìn)來(lái)。
當(dāng)二極管處于正向偏壓時(shí)，就可視為一個(gè)閉合的開(kāi)關(guān)，再串聯(lián)一個(gè)等于門(mén)檻電壓的電壓源和一個(gè)小的正向動(dòng)態(tài)阻抗（rd‘），如圖1. 35（a）所示。當(dāng)二極管處于反向偏壓時(shí)，就可視為一個(gè)開(kāi)路的開(kāi)關(guān)，再并聯(lián)一個(gè)大的內(nèi)部反向電阻值（rR’），如圖1. 35（b）所示。門(mén)檻電壓并不會(huì)影響到反向偏壓，所以可以不予考慮。
完整二極管模型的特性曲線顯示在圖1. 35（c）。既然需要考慮門(mén)檻電壓和正向動(dòng)態(tài)阻抗，因此在正向偏壓下，可假設(shè)二極管本身有電壓降。
其中正向電壓（VF）是由門(mén)襤電壓加上動(dòng)態(tài)阻抗上的小電壓降組成，可由特性曲線圖中，位于原點(diǎn)右方的曲線部分看出。曲線開(kāi)始傾斜，是因?yàn)楫?dāng)電流增加時(shí)，動(dòng)態(tài)阻抗上的電壓降也跟著增加的緣故。對(duì)于硅二極管的完整模型，可套用下面的公式：
VF=0.7V+IFrd’ （1.4）
IF=VBIAS-0.7V/RLIMIT+rd’ （1.5）
在計(jì)算反向偏壓時(shí)，也需要將反向電流和并聯(lián)的內(nèi)部阻抗值（rR‘）一起考慮，可由特性曲線圖中，位于原點(diǎn)左方的部分曲線看出。CX77304-17P曲線位于擊穿電壓附近的部分并沒(méi)有顯示出來(lái)，這是因?yàn)閾舸﹨^(qū)對(duì)于大部分的二極管來(lái)說(shuō)，并不是一個(gè)正常的工作區(qū)。
5.典型二極管
圖1.37示出幾種常見(jiàn)的二極管的外形結(jié)構(gòu)。有幾種方式在二極管上標(biāo)示出陽(yáng)極和陰極，都是按照封裝的種類加以標(biāo)示的。陰極常用環(huán)帶、凸出的片狀物或其他方式表示。從封裝外形觀察，如果看到某個(gè)引腳和外殼直接相連，則外殼就是陰極。
結(jié)語(yǔ)
關(guān)于二極管模型的相關(guān)介紹就到這了，希望通過(guò)本文能讓你對(duì)二極管模型有更全面的認(rèn)識(shí)。