【详解各元器件等效电路】电阻、电容、电感、二极管、MOS管!

【详解各元器件等效电路】电阻、电容、电感、二极管、MOS管!
2017-08-30EDN电子技术设计
电阻
电阻等效电路
图1 电阻等效电路
电阻的等效阻抗
同一个电阻元件在通以直流和交流电时测得的电阻值是不相同的。在高频交流下,须考虑电阻元件的引线电感L0和分布电容C0的影响,其等效电路如图1所示,图中R为理想电阻。由图可知此元件在频率f下
的等效阻抗为
式 1
上式中ω=2πf, R e和X e分别为等效电阻分量和电抗分量,且
式 2
从上式可知R e除与f有关外,还与L0、C0有关。这表明当L0、C0不可忽略时,在交流下测此电阻元件的电阻值,得到的将是R e而非R值
电感
电感等效电路
图2 电感等效电路
电感的等效阻抗
电感元件除电感L外,也总是有损耗电阻R L和分布电容C L。一般情况下R L和C L的影响很小。电感元件接于直流并达到稳态时,可视为电阻;若接于低频交流电路则可视为理想电感L和损耗电阻R L的串联;在高频时其等效电路如图2所示。比较图1和图 2可知二者实际上是相同的,电感元件的高频等效阻抗可参照式 1来确定
式 3
式中 R e和L e分别为电感元件的等效电阻和等效电感。
从上式知当C L甚小时或R L、C L和ω都不大时,L e才会等于L或接近等于L。
电容
电容等效电路
图3 电容等效电路
电容的等效阻抗
华为s7 slim在交流下电容元件总有一定介质损耗,此外其引线也有一定电阻R n和分布电感L n,因此电容元件等效电路如图 3所示。图中C是元件的固有电容,R c是介质损耗的等效电阻。等效阻抗为
式 4
式中 R e和C e分别为电容元件的等效电阻和等效电容, 由于一般介质损耗甚小可忽略(即R c→∞),C e可表示为美人鱼蓝玉
式 5
从上述讨论中可以看出,在交流下测量R、L、C,实际所测的都是等效值R e、L e、C e;由于电阻、电容和电感的实际阻抗随环境以及工作频率的变化而变,因此,在阻抗测量中应
尽量按实际工作条件(尤其是工作频率)进行,否则,测得的结果将会有很大的误差,甚至是错误的结果。
二极管
功率二极管的正向导通等效电路
(1):等效电路
(2):说明:
二极管正向导通时可用一电压降等效,该电压与温度和所流过的电流有关,温度升高,该电压变小;电流增加,该电压增加。详细的关系曲线可从制造商的手册中获得。
功率二极管的反向截止等效电路
(1):等效电路
(2):说明:
二极管反向截止时可用一电容等效,其容量与所加的反向电压、环境温度等有关,大小可从制造商的手册中获得。
功率二极管的稳态特性总结
(1):功率二极管稳态时的电流/电压曲线
(2):说明:
二极管正向导通时的稳态工作点:
当V in >>V d 时,有:
而V d对于不同的二极管,其范围为 0.35V~2V。
二极管反向截止时的稳态工作点: I d≈0,V d = -V in
(3):稳态特性总结:
-- 是一单向导电器件(无正向阻断能力);
-- 为不可控器件,由其两断电压的极性控制通断,无其它外部控制;
-- 普通二极管的功率容量很大,但频率很低;
沙生冰草-- 开关二极管有三种,其稳态特性和开关特性不同:
-- 快恢复二极管;
-- 超快恢复,软恢复二极管;
-- 萧特基二极管(反向阻断电压降<<200V,无反向恢复问题);
-- 器件的正向电流额定是用它的平均值来标称的;只要实际的电流平均值没有超过其额定值,保证散热没问题,则器件就是安全的;八角楼上
-- 器件的通态电压呈负温度系数,故不能直接并联使用;
-- 目前的 SiC 功率二极管器件,其反向恢复特性非常好。
陈祖德
MOS管
功率MOSFET的正向导通等效电路
象王集团
(1):等效电路

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