第三组:两个二极管
两个二极管就有 4 种组合(ON/ON、ON/OFF、OFF/ON、OFF/OFF)。方法不变:猜一个组合,算,每个二极管都要检查。先凭直觉猜最可能的那个,通常一两次就对。
谁的电压高听谁的
(a) V, V,求 和两个二极管的状态。
(b) , V 呢?
(c) 用一句话说出 和 的关系。
提示
两个 cathode 都接在 上。猜电压高的那个 ON:它导通后 等于多少?另一个的 anode 和 cathode 谁高?
看解答
(a) 猜 D₁ ON、D₂ OFF。D₁ 是导线, V,D₁ 电流 = 10 kΩ 的电流 mA ,通过。D₂:anode 2 V,cathode 5 V,anode 不比 cathode 高,OFF 通过。 V。
(b) 反过来,D₂ ON、D₁ OFF, V。检查:D₂ 电流 0.4 mA ;D₁ anode 0 V cathode 4 V。
(c) 等于两个输入里大的那个(只要它是正的)。数字电路里这叫"或门 (OR gate)"。
串起来的两个二极管
回路里有 6 V、3 kΩ 和两个串联的二极管。两种接法下的回路电流分别是多少?
提示
串联就是同一个电流要先后穿过两个二极管。沿着回路走一圈,看两个三角形的尖是不是都朝同一个绕行方向。
看解答
(a) 电池想推顺时针:向右过 D₁(尖朝右,同向),向下过 D₂(尖朝下,同向)。两个都 ON,都是导线, mA。
(b) D₂ 尖朝上,顺时针电流过不去;逆时针又过不了 D₁。两个方向都被挡住,。这叫"背靠背 (back-to-back)",至少有一个是 OFF,电流一定为 0。
一个节点,两个出口
D₁ 的 cathode 接 2 V,D₂ 的 cathode 接 6 V,两个 anode 都在节点 A。哪个导通?求 和流过导通那个的电流。
提示
如果两个都 ON,A 要同时等于 2 V 和 6 V,不可能。哪个 cathode 更低,电流就更"愿意"往哪走。
看解答
把 4 种组合都过一遍:
| 猜 | 算出来 | 检查 |
|---|---|---|
| 都 OFF | V | 两个 anode 都比 cathode 高,矛盾 |
| 都 ON | 既是 2 V 又是 6 V | 不可能 |
| D₁ OFF,D₂ ON | V | D₁ 的 anode 6 V > cathode 2 V,矛盾 |
| D₁ ON,D₂ OFF | V, mA | D₁ 电流 8 mA ;D₂ anode 2 V 6 V。通过 |
答案:D₁ ON,D₂ OFF, V,D₁ 电流 8 mA。cathode 电压最低的那个先导通,并把节点钉住,其他的就被反偏关掉了。
上下都削:双向限幅
D₁ 的 anode 在输出线上,cathode 接 3 V 电池 + 端。D₂ 的 cathode 在输出线上,anode 接在一个 2 V 电池的 − 端(这个电池 + 端接地)。求 随 的变化,并画图。
提示
先找两个固定电压:D₁ 的 cathode 是 3 V;D₂ 的 anode 是 −2 V(电池 + 端接地,− 端比地低 2 V)。再按 分三段:很大、中间、很负。
看解答
两个都假设 OFF:。检查 D₁ 要 ,检查 D₂ 要 。所以 时两个都 OFF,。
V:D₁ ON, V,电流 流进 D₁,通过;D₂ anode −2 V cathode 3 V,OFF 通过。
V:D₂ ON, V,电流从 −2 V 那头向上流过 D₂、再向左流过电阻,顺着 D₂ 的三角形,通过;D₁ anode −2 V cathode 3 V,OFF 通过。