基于中职二极管电路解题方法研究
在电子技术中,二极管是最重要的导体器件之一,其在电子电路中的应用非常广泛。而在中职《电子技术基础》学习中,二极管电路的计算却让学生深感头痛。本文就对二极管电路的相关解题方法和技巧进行了探究,以期使学生达到解决具体问题更加得心应手的目的。
一、状态法
针对二极管限幅电路类的题型,可采用状态法求解。所谓状态法其实就是将二极管的状态作为参考点,对二极管导通和截止时输入电压必须满足的条件进行分析,得出电路状态表,之后在电路状态表的基础上画出对应的输出波形。在解决此类题型的时候必须把握好原则,输出波形只能为上限幅、下限幅或双边限幅。
例:二极管电路如图所示,其输出电压为V1=10V,一直二极管为理想器件,试画出其输出电压V0的波形。
图(1)
上图分别为上限幅电路、下限幅电路、双边限幅电路,上限幅电路状态表如图(2)。
图(2):二极管电路状态表
条件 |
二极管状态 |
输出电压 |
Vi>5V |
V1导通,V2截止 |
V0=5V |
Vi<3V |
V2导通,V1截止 |
V0=-3V |
-3V《Vi《5V |
V1、V2都截止 |
V0=Vi |
得出状态表之后再画出输出电压V0的波形即可。
二、分割法
在计算一般型二极管电路题型的时候通常采用分割法。所谓分割法是在对二极管电路进行分析的时候先将电路中部分含有二极管的支路分割出去,简化、明晰分割后的电路计算过程,很快便会得出结论,得出相关结论后再恢复被分割的电路,最后检验分析结果是否正确,若恢复后的支路中的二极管处于导通状态,则需要再次对其他部分含有二极管的支路进行分割分析,若处于截止状态,则说明分析后得出的结论是正确的。
例1:二极管电路图如图(3)所示,二极管为理想器件,求I1、I2以及V0。
图(3)
该题的二极管电路图中有两个二极管,即V1和V2,通常在含有多个二极管支路的电路中先去掉哪个二极管支路直接决定着解题过程的简单、复杂程度,所以在教学过程中,教师应引导学生遵循邓简去繁的解题原则。下面我们将例题分为两种情况来分析:
第一种,去掉含有二极管V1支路,由3k电阻、5V电源、10V电源以及二极管V2组成的回路中,二极管V2为理想器件,承受正向电压导通,所以我们可得出V0=-5V的结论,结论得出之后恢复二极管V1支路,由于恢复后的二极管V1承受-5V的电压而截止,所以其对得出的结论没有影响,那么我们可以认为V0=-5V是正确的结论。
第二种,去掉二极管V2支路和5V电源支路,相较于情况一,这种情况的解题过程较为复杂,在由3k电阻、10V电源以及二极管V1组成的回路中,二极管V1为理想器件,其承受正向电压导通,得出V0=0V的结论,将分割后的支路恢复后,发现二极管V2处于导通状态,对得出的结论造成了影响,可见结论不正确。二极管V2导通使原结论变成V0=-5V,处于导通状态的二极管V1变为截止状态,由此可见,该题的正确结论是V0=-5V,由最终结论得出I1=0mA,I2=5mA。
例2:二极管电路图如图(4)所示,二极管为理想器件,当Vi=10V时,V0为多少;Vi=4V,V0为多少。
图(4)
解题时,先分割含有电阻R2、电源E2和二极管V2的电路,然后输入Vi=10V,此时二极管V1处于截止状态,且VA为8V,恢复电路,由于VA为8V,VB为5V,所以恢复后的二极管V2处于截止状态,此时V0=5V。输入Vi=4V,同理可求出V0=4V。
三、结语
二极管电路的解题方法与一般电工电路不同,在进行电路分析和计算的时候,务必先要弄清楚电路中半导体器件的类型、性能、工作状态等,这是学生解决问题的关键所在。只要思路清晰,计算方法正确,学生很快就能对二极管电路做出准确计算。当然,电源电压不同,采用的电路模型也不同,这是教师在教学中应当注意的问题。
参考文献:
[1]胡淑云.含有二极管电路的分析要领的探索[J].科技信息.2011,(13):293-294.
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