電工電子第六章課件

1、6.1 6.1 半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性半導(dǎo)體：半導(dǎo)體：導(dǎo)電能力介乎于導(dǎo)體和絕緣體之導(dǎo)電能力介乎于導(dǎo)體和絕緣體之 間的間的 物質(zhì)。物質(zhì)。半導(dǎo)體特性：半導(dǎo)體特性：熱敏特性、光敏特性、摻雜特性熱敏特性、光敏特性、摻雜特性 本征半導(dǎo)體就是完全純凈的半導(dǎo)體。本征半導(dǎo)體就是完全純凈的半導(dǎo)體。 應(yīng)用最多的本征半應(yīng)用最多的本征半導(dǎo)體為鍺和硅，它們導(dǎo)體為鍺和硅，它們各有四個(gè)價(jià)電子，都各有四個(gè)價(jià)電子，都是四價(jià)元素是四價(jià)元素.硅的原子結(jié)構(gòu)硅的原子結(jié)構(gòu) 純凈的半導(dǎo)體其所有的原子基本上整齊排列，形成晶體結(jié)構(gòu)，所以半導(dǎo)體也稱為晶體 晶體管名稱的由來 本征半導(dǎo)體晶體結(jié)構(gòu)中的共價(jià)健結(jié)構(gòu)本征半導(dǎo)體晶體結(jié)構(gòu)中的共價(jià)健結(jié)

2、構(gòu)6.1.16.1.1 本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體SiSiSiSi共價(jià)鍵共價(jià)鍵價(jià)電子價(jià)電子6.1.1 6.1.1 本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體 共價(jià)鍵中的電子共價(jià)鍵中的電子在獲得一定能量在獲得一定能量后，即可掙脫原后，即可掙脫原子核的束縛，成子核的束縛，成為自由電子為自由電子同時(shí)在共價(jià)鍵中同時(shí)在共價(jià)鍵中留下一個(gè)空穴。留下一個(gè)空穴?？昭昭⊿iSiSiSi自由自由電子電子熱激發(fā)與復(fù)合現(xiàn)象熱激發(fā)與復(fù)合現(xiàn)象 由于受熱或光照由于受熱或光照產(chǎn)生自由電子和產(chǎn)生自由電子和空穴的現(xiàn)象空穴的現(xiàn)象- 熱激發(fā)熱激發(fā)6.1.1 6.1.1 本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體 自由電子自由電子在運(yùn)動(dòng)中遇在運(yùn)動(dòng)中遇到空穴后，到空穴后，兩者同時(shí)消兩者

3、同時(shí)消失，稱為復(fù)失，稱為復(fù)合現(xiàn)象合現(xiàn)象 溫度一定時(shí)，本溫度一定時(shí)，本征半導(dǎo)體中的自由征半導(dǎo)體中的自由電子電子空穴對(duì)的數(shù)空穴對(duì)的數(shù)目基本不變。溫度目基本不變。溫度愈高，自由電子愈高，自由電子空穴對(duì)數(shù)目越多空穴對(duì)數(shù)目越多。SiSiSiSi自由電子空穴半導(dǎo)體導(dǎo)電方式半導(dǎo)體導(dǎo)電方式 在半導(dǎo)體中，在半導(dǎo)體中，同時(shí)存在著電子同時(shí)存在著電子導(dǎo)電和空穴導(dǎo)電，導(dǎo)電和空穴導(dǎo)電，這是半導(dǎo)體導(dǎo)電這是半導(dǎo)體導(dǎo)電方式的最大特點(diǎn)，方式的最大特點(diǎn)，也是半導(dǎo)體和金也是半導(dǎo)體和金屬在導(dǎo)電原理上屬在導(dǎo)電原理上的本質(zhì)差別。的本質(zhì)差別。載流子載流子自由電子和空穴自由電子和空穴 因?yàn)?，溫度愈因?yàn)椋瑴囟扔?，載流子數(shù)目愈高，載流子數(shù)目愈多

4、，導(dǎo)電性能也就多，導(dǎo)電性能也就愈好，所以，溫度愈好，所以，溫度對(duì)半導(dǎo)體器件性能對(duì)半導(dǎo)體器件性能的影響很大。的影響很大。6.1.1 6.1.1 本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體SiSiSiSi價(jià)電子空穴 當(dāng)半導(dǎo)體兩端當(dāng)半導(dǎo)體兩端加上外電壓時(shí)，自加上外電壓時(shí)，自由電子作定向運(yùn)動(dòng)由電子作定向運(yùn)動(dòng)形成電子電流；而形成電子電流；而空穴的運(yùn)動(dòng)相當(dāng)于空穴的運(yùn)動(dòng)相當(dāng)于正電荷的運(yùn)動(dòng)正電荷的運(yùn)動(dòng)6.1.2 N6.1.2 N型半導(dǎo)體和型半導(dǎo)體和P P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體在硅或鍺的晶體中在硅或鍺的晶體中摻入微量的磷（或摻入微量的磷（或其它五價(jià)元素）。其它五價(jià)元素）。 自由電子是多數(shù)自由電子是多數(shù)載流子，空穴是載流子

5、，空穴是少數(shù)載流子。少數(shù)載流子。 電子型半導(dǎo)體電子型半導(dǎo)體或或N N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體SiSiP+Si多余電子6.1.2 N6.1.2 N型半導(dǎo)體和型半導(dǎo)體和P P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體P P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體 在硅或鍺晶體中在硅或鍺晶體中摻入硼（或其它摻入硼（或其它三價(jià)元素）。三價(jià)元素）。 空穴是多數(shù)載流子，空穴是多數(shù)載流子，自由電子是少數(shù)載自由電子是少數(shù)載流子。流子。 空穴型半導(dǎo)體空穴型半導(dǎo)體或或P P型半導(dǎo)體。型半導(dǎo)體。SiSiB-Si空穴6.1.2 N6.1.2 N型半導(dǎo)體和型半導(dǎo)體和P P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體 不論不論N型半導(dǎo)體還是型半導(dǎo)體還是P型半導(dǎo)體，型半導(dǎo)體，雖然它們都有一種載流子占多數(shù)，雖

6、然它們都有一種載流子占多數(shù)，但是整個(gè)晶體仍然是但是整個(gè)晶體仍然是不帶電不帶電的。的。 6.1.3 PN6.1.3 PN結(jié)結(jié)PNPN結(jié)的形成結(jié)的形成自由電子PN空穴PN結(jié)是由擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)形成的結(jié)是由擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)形成的PN結(jié)的形成結(jié)的形成自由電子PN 空間電荷區(qū)內(nèi)電場方向空穴PNPN結(jié)的形成結(jié)的形成擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和漂移運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)平衡擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和漂移運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)平衡擴(kuò)散強(qiáng)擴(kuò)散強(qiáng)漂移運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)漂移運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)內(nèi)電場增強(qiáng)內(nèi)電場增強(qiáng)兩者平衡兩者平衡PNPN結(jié)寬度基本穩(wěn)定結(jié)寬度基本穩(wěn)定外加外加電壓電壓平衡平衡破壞破壞擴(kuò)散強(qiáng)擴(kuò)散強(qiáng)漂移強(qiáng)漂移強(qiáng)PNPN結(jié)導(dǎo)通結(jié)導(dǎo)通PNPN結(jié)截止結(jié)截止PN結(jié)的單向?qū)щ娦? 外加正向電壓使PN結(jié)導(dǎo)通PNP

7、N結(jié)呈現(xiàn)低阻導(dǎo)通狀態(tài)，通過結(jié)呈現(xiàn)低阻導(dǎo)通狀態(tài)，通過PNPN結(jié)的電流結(jié)的電流基本是多子的擴(kuò)散電流基本是多子的擴(kuò)散電流正向電流正向電流+變窄PN內(nèi)電場 方向外電場方向RIPN結(jié)的單向?qū)щ娦? 外加反向電壓使PN結(jié)截止 PNPN結(jié)呈現(xiàn)高阻狀態(tài)，通過結(jié)呈現(xiàn)高阻狀態(tài)，通過PNPN結(jié)的電流是少子的漂移電流結(jié)的電流是少子的漂移電流 -反向電流反向電流特點(diǎn)特點(diǎn): : 受溫度影響大受溫度影響大原因原因: : 反向電流是靠熱激發(fā)產(chǎn)生的少子形成的反向電流是靠熱激發(fā)產(chǎn)生的少子形成的+ - 變 寬PN內(nèi)電場 方向外電場方向RI=0PN結(jié)的單向?qū)щ娦越Y(jié)結(jié) 論論 PN結(jié)具有單向?qū)щ娦越Y(jié)具有單向?qū)щ娦?（1） PN結(jié)加正向電

8、壓時(shí)，處在導(dǎo)通狀態(tài)，結(jié)電阻很低，結(jié)加正向電壓時(shí)，處在導(dǎo)通狀態(tài)，結(jié)電阻很低，正向電流較大。正向電流較大。（2）PN結(jié)加反向電壓時(shí)，處在截止?fàn)顟B(tài)，結(jié)電阻很高，結(jié)加反向電壓時(shí)，處在截止?fàn)顟B(tài)，結(jié)電阻很高，反向電流很小。反向電流很小。6.2 6.2 半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管PN結(jié)陰極引線鋁合金小球金銻合金底座N型硅陽極引線面接觸型面接觸型引線外殼觸絲N型鍺片點(diǎn)接觸型點(diǎn)接觸型表示符號(hào)表示符號(hào)伏安特性伏安特性正向O 0.4 0.8 U/VI/mA80604020-50 -25I/A-20-40反向死區(qū)電壓擊穿電壓 半導(dǎo)體二極半導(dǎo)體二極管的伏安特性管的伏安特性是非線性的。是非線性的。正向O 0.4 0.8 U

9、/VI/mA80604020-50 -25I/A-20-40反向死區(qū)電壓擊穿電壓 死區(qū)電壓：死區(qū)電壓： 硅管：硅管：0.5伏左右，鍺管：伏左右，鍺管： 0.1伏左右。伏左右。 正向壓降：正向壓降： 硅管：硅管：0.7伏左右，鍺管：伏左右，鍺管： 0.2 0.3伏。伏。伏安特性伏安特性1 正向特性正向特性反向電流：反向電流：反向飽和電流：反向飽和電流：反向擊穿電壓反向擊穿電壓U（BR）伏安特性伏安特性正向O 0.4 0.8 U/VI/mA80604020-50 -25I/A-20-40反向死區(qū)電壓擊穿電壓2 反向特性反向特性伏安特性的折線化U0U0US主要參數(shù)主要參數(shù)1 最大整流電流最大整流電流

10、IOM： 二極管長時(shí)間使用時(shí)，允許流過的最大正向平均電流。二極管長時(shí)間使用時(shí)，允許流過的最大正向平均電流。2 反向工作峰值電壓反向工作峰值電壓URWM: 保證二極管不被擊穿而給出的反向峰值電壓。保證二極管不被擊穿而給出的反向峰值電壓。3 反向峰值電流反向峰值電流IRM: 二極管上加反向工作峰值電壓時(shí)的反向電流值。二極管上加反向工作峰值電壓時(shí)的反向電流值。應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 主要利用二極管的單向?qū)щ娦浴？捎糜谡?、檢波、限主要利用二極管的單向?qū)щ娦??？捎糜谡?、檢波、限幅、元件保護(hù)以及在數(shù)字電路中作為開關(guān)元件。幅、元件保護(hù)以及在數(shù)字電路中作為開關(guān)元件。 例例: 圖中電路，輸入端圖中電路，輸入端A的

11、電位的電位VA=+3V，B的電位的電位VB=0V，求輸出端，求輸出端Y的電位的電位VY。電阻。電阻R接負(fù)電源接負(fù)電源-12V。VY=+2.7V解：解：DA優(yōu)先導(dǎo)通，優(yōu)先導(dǎo)通， DA導(dǎo)通后，導(dǎo)通后， DB上加的是反向電壓，上加的是反向電壓，因而截止。因而截止。DA起鉗位作用，起鉗位作用， DB起隔離作用。起隔離作用。-12VAB+3V0VDBDAY6.4 6.4 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管 一種特殊的面接觸型半導(dǎo)體硅二極管。它在電路中一種特殊的面接觸型半導(dǎo)體硅二極管。它在電路中與適當(dāng)數(shù)值的電阻配合后能起穩(wěn)定電壓的作用。與適當(dāng)數(shù)值的電阻配合后能起穩(wěn)定電壓的作用。 1 1 穩(wěn)壓管表示符號(hào)穩(wěn)壓管表示符號(hào)： 正向+-

12、反向+-IZUZ2 2 穩(wěn)壓管的伏安特性：穩(wěn)壓管的伏安特性：3 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓原理：穩(wěn)壓管穩(wěn)壓原理： 穩(wěn)壓管工作于反向穩(wěn)壓管工作于反向擊穿區(qū)。穩(wěn)壓管擊穿時(shí)，擊穿區(qū)。穩(wěn)壓管擊穿時(shí)，電流雖然在很大范圍內(nèi)電流雖然在很大范圍內(nèi)變化，但穩(wěn)壓管兩端的變化，但穩(wěn)壓管兩端的電壓變化很小。利用這電壓變化很小。利用這一特性，穩(wěn)壓管在電路一特性，穩(wěn)壓管在電路中能起穩(wěn)壓作用。中能起穩(wěn)壓作用。穩(wěn)壓管的反向特性曲線比較陡。穩(wěn)壓管的反向特性曲線比較陡。反向擊穿 是可逆的。 U/VI/mA0IZIZMUZ 6.4 6.4 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管4 主要參數(shù)主要參數(shù)（2）電壓溫度系數(shù)）電壓溫度系數(shù) U（1）穩(wěn)定電壓）穩(wěn)定電壓 UZ穩(wěn)壓管在正

13、常工作下管子兩端的電壓。穩(wěn)壓管在正常工作下管子兩端的電壓。說明穩(wěn)壓管受溫度變化影響的系數(shù)說明穩(wěn)壓管受溫度變化影響的系數(shù)6.4 6.4 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管（3）動(dòng)態(tài)電阻）動(dòng)態(tài)電阻（4 4）穩(wěn)定電流）穩(wěn)定電流（5 5）最大允許耗散功率）最大允許耗散功率 rZ穩(wěn)壓管端電壓的變化量與相應(yīng)的電流變化量的比值穩(wěn)壓管端電壓的變化量與相應(yīng)的電流變化量的比值IZPZM管子不致發(fā)生熱擊穿的最大功率損耗。管子不致發(fā)生熱擊穿的最大功率損耗。 PZM=UZIZM6.4 6.4 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管例題例題+_UU0UZR穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓作用穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓作用當(dāng)當(dāng)UUZ大于時(shí)大于時(shí),穩(wěn)壓管擊穿穩(wěn)壓管擊穿RUUIZZ此時(shí)此時(shí)選選R，使，使IZ

14、0 時(shí)，二極管導(dǎo)通。時(shí)，二極管導(dǎo)通。如果忽略二極管正向壓降，如果忽略二極管正向壓降， 則：則： uo=u2導(dǎo)通導(dǎo)通 iD=io=uo/RL電路組成電路組成當(dāng)當(dāng) u20 時(shí)，二極管時(shí)，二極管 D1 1、D3 3 導(dǎo)通。導(dǎo)通。單相橋式全波整流電路工作原理單相橋式全波整流電路工作原理當(dāng)當(dāng) u200, , D1導(dǎo)通，導(dǎo)通，D2截止；截止；輸出輸出uo o為全波整流為全波整流波形。波形。當(dāng)當(dāng)u20, D2導(dǎo)通，導(dǎo)通，D1截止。截止。2o2220122sind0.92UUttUU單相全波整流電路輸出電壓波形單相全波整流電路輸出電壓平均值單相全波整流電路輸出電流平均值2oL0.45UIRD2oL10.452

15、UIIR單相全波整流電路二極管上承受的最高反向電壓：DRM22 2UU單相全波整流電路中二極管的平均電流和輸出電流：單相橋式全波整流單相橋式全波整流 與與 單相全波整流單相全波整流單相橋式單相橋式全波整流全波整流單相全波單相全波整流整流變變壓器壓器二極管反二極管反向電壓向電壓輸出電輸出電壓波形壓波形整流元整流元件數(shù)量件數(shù)量二極管平二極管平均電流均電流輸出電壓輸出電壓平均值平均值無中心無中心抽頭抽頭4全波全波有中心有中心抽頭抽頭222U22 2UO12IO12I20.9U20.9U全波全波？實(shí)際中單相橋式整流應(yīng)用較多。實(shí)際中單相橋式整流應(yīng)用較多。 單相橋式整流電路中的整流電橋可由四單相橋式整流電

16、路中的整流電橋可由四個(gè)整流二極管組成，也可直接用集成的個(gè)整流二極管組成，也可直接用集成的代替。代替。 濾波的基本概念濾波的基本概念: :交流電壓經(jīng)整流電路整流后輸出的是脈動(dòng)直交流電壓經(jīng)整流電路整流后輸出的是脈動(dòng)直流，其中既有直流成分又有交流成份。濾波電路流，其中既有直流成分又有交流成份。濾波電路就是利用儲(chǔ)能元件就是利用儲(chǔ)能元件電容電容兩端的電壓兩端的電壓(或通過或通過電感電感中中的電流的電流)不能突變的特性不能突變的特性, 將將電容電容與負(fù)載與負(fù)載RL并聯(lián)并聯(lián)(或或?qū)㈦姼须姼信c負(fù)載與負(fù)載RL串聯(lián)串聯(lián))，濾掉整流電路輸出電壓中，濾掉整流電路輸出電壓中的交流成份，保留其直流成份，達(dá)到平滑輸出電的

17、交流成份，保留其直流成份，達(dá)到平滑輸出電壓波形的目的。這一過程稱為壓波形的目的。這一過程稱為。一、濾波電路一、濾波電路1. 單相半波整流電容濾波電路單相半波整流電容濾波電路2. 單相橋式整流電容濾波電路單相橋式整流電容濾波電路一、濾波電路一、濾波電路半波整流濾波電路（C=100UF）波形圖整流二極管中的電流濾波輸出電壓半波整流濾波電路（C=470UF）波形圖整流二極管中的沖擊電流濾波輸出電壓半波整流濾波電路（C=1000UF）波形圖二極管沖擊電流濾波輸出電壓半波整流濾波電路（C=3300UF）波形圖二極管沖擊電流濾波輸出電壓半波整流濾波電路（C=6800UF）波形圖二極管沖擊電流濾波輸出電壓全

18、波整流濾波電路（C=100UF）波形圖輸出電壓二極管沖擊電流全波整流濾波電路（C=470UF）波形圖二極管沖擊電流濾波輸出電壓全波整流濾波電路（C=1000UF）波形圖二極管沖擊電流濾波輸出電壓全波整流濾波電路（C=3300UF）波形圖濾波輸出電壓整流二極管中的沖擊電流全波整流濾波電路（C=6800UF）波形圖整流二極管中的沖擊電流濾波輸出電壓一般取一般取L(3 5)2TR C(T為電源電壓的周期為電源電壓的周期)近似估算近似估算: U0=1.2U2(2) (2) 流過二極管瞬時(shí)電流很大流過二極管瞬時(shí)電流很大 RLC越大越大U0越高越高,負(fù)載電流的平均值越大負(fù)載電流的平均值越大整流管導(dǎo)整流管導(dǎo)

19、電時(shí)間越短電時(shí)間越短iD的峰值電流越大。的峰值電流越大。一般選管時(shí)，取一般選管時(shí)，取00DFL1(23)(2 3)22IUIR二、二、電容濾波電路的特點(diǎn)電容濾波電路的特點(diǎn)(1) (1) 輸出電壓輸出電壓U0與時(shí)間常數(shù)與時(shí)間常數(shù)RLC有關(guān)有關(guān) RLC愈大愈大電容器放電愈慢電容器放電愈慢U0(平均值平均值)愈大。愈大。 輸出波形隨負(fù)載電阻輸出波形隨負(fù)載電阻RL或或C的變化而改變的變化而改變,U0和和S也隨也隨之改變。之改變。如如:RL愈小愈小(Io越大越大),Uo下降多下降多, S增大。增大。(3) (3) 輸出特性輸出特性( (外特性外特性):):1.4U20.9U2Uo0Io電阻負(fù)載電阻負(fù)載

20、有電容濾波有電容濾波電阻負(fù)載電阻負(fù)載 無電容濾波無電容濾波結(jié)論結(jié)論 （1 1）并聯(lián)電容濾波后，輸出電壓直流成份（即輸出電壓并聯(lián)電容濾波后，輸出電壓直流成份（即輸出電壓平均值）提高了；脈動(dòng)成份降低了（即輸出波形平滑）。平均值）提高了；脈動(dòng)成份降低了（即輸出波形平滑）。 通過以上半波、全波整流電容濾波電路通過以上半波、全波整流電容濾波電路的波形圖和分析可以看出：的波形圖和分析可以看出： （3 3）輸出電壓隨輸出電流（負(fù)載電流）增大而下降較快，輸出電壓隨輸出電流（負(fù)載電流）增大而下降較快，輸出特性較軟。輸出特性較軟。（4）濾波電容愈大，濾波效果愈好，但整流二極管的導(dǎo)）濾波電容愈大，濾波效果愈好，但整

21、流二極管的導(dǎo)通時(shí)間愈短，其中的電流沖擊也愈大。通時(shí)間愈短，其中的電流沖擊也愈大。（2 2）電容放電時(shí)間常數(shù)電容放電時(shí)間常數(shù)RLC愈大，放電愈慢，愈大，放電愈慢，輸出電壓輸出電壓愈愈高，脈動(dòng)愈小，濾波效果愈好。高，脈動(dòng)愈小，濾波效果愈好。 電容濾波電路適用于輸出電壓較高電容濾波電路適用于輸出電壓較高,負(fù)載電流負(fù)載電流較小且負(fù)載變動(dòng)不大的場合。較小且負(fù)載變動(dòng)不大的場合。 在橋式整流電路與負(fù)載間串入一電感在橋式整流電路與負(fù)載間串入一電感L L 就構(gòu)成了電感就構(gòu)成了電感濾波電路。濾波電路。一、電感濾波電路結(jié)構(gòu)一、電感濾波電路結(jié)構(gòu)2u1uTouLRL二、電感濾波原理二、電感濾波原理 對(duì)直流分量對(duì)直流分量

22、(f=0): XL=0 , ,L相當(dāng)于短路相當(dāng)于短路, ,電壓大部分降在電壓大部分降在RL上。上。U0=0.9U2當(dāng)忽略電感線圈的直流電阻時(shí)，輸出平均電壓約為：當(dāng)忽略電感線圈的直流電阻時(shí)，輸出平均電壓約為： 對(duì)諧波分量對(duì)諧波分量: : f 越高越高, ,XL越大越大, ,電壓大部分降在電壓大部分降在XL上。上。因因此此, ,在輸出端得到比較平滑的直流電壓。在輸出端得到比較平滑的直流電壓。三、電感濾波的特點(diǎn)三、電感濾波的特點(diǎn) 整流管導(dǎo)電角較大整流管導(dǎo)電角較大, ,峰值電流很小峰值電流很小, ,輸出特性比較平坦輸出特性比較平坦, ,適用于低電壓大電流適用于低電壓大電流( (RL較小較小) )的場合

23、。缺點(diǎn)是電感鐵芯笨重的場合。缺點(diǎn)是電感鐵芯笨重, ,體積大體積大, ,易引起電磁干擾。易引起電磁干擾。為了進(jìn)一步改善濾波特性，可采取多級(jí)濾波的辦法為了進(jìn)一步改善濾波特性，可采取多級(jí)濾波的辦法, , 如如在電容濾波后再接一級(jí)在電容濾波后再接一級(jí)RC濾波電路，或在電感濾波后面再接濾波電路，或在電感濾波后面再接一電容。從而構(gòu)成一電容。從而構(gòu)成LC型或型或RC- 、LC- 型濾波電路型濾波電路，其性能，其性能及應(yīng)用場合分別與電容濾波和電感濾波相似及應(yīng)用場合分別與電容濾波和電感濾波相似 。L-C 型濾波型濾波電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)RC- 型濾波型濾波電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)RC- 型濾波型濾波電路特點(diǎn)電路特點(diǎn) R愈大

24、，愈大，C2愈大，濾波效果愈好。但愈大，濾波效果愈好。但R太大，將使直太大，將使直流壓降增加。流壓降增加。 主要適用于負(fù)載電流較小而又要求輸出電壓脈動(dòng)很主要適用于負(fù)載電流較小而又要求輸出電壓脈動(dòng)很小的場合。小的場合。LC- 型濾波型濾波電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)LC- 型濾波型濾波電路特點(diǎn)電路特點(diǎn) 濾波效果比濾波效果比LC濾波器更好，但整流二極管中的沖濾波器更好，但整流二極管中的沖擊電流較大。擊電流較大。電感線圈體積大而笨重、成本高。電感線圈體積大而笨重、成本高。穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路開關(guān)型開關(guān)型穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路線性線性穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路常用穩(wěn)壓電路常用穩(wěn)壓電路( (小功率設(shè)備小功率設(shè)備) )在小功

25、率設(shè)備中常用的穩(wěn)壓電路有在小功率設(shè)備中常用的穩(wěn)壓電路有穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路、線線性穩(wěn)壓電路性穩(wěn)壓電路和和開關(guān)型穩(wěn)壓電路開關(guān)型穩(wěn)壓電路等。其中穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路最等。其中穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路最簡單，但是帶負(fù)載能力差，一般只提供基準(zhǔn)電壓，不作為簡單，但是帶負(fù)載能力差，一般只提供基準(zhǔn)電壓，不作為電源使用。開關(guān)型穩(wěn)壓電源效率較高，目前用的也比較多，電源使用。開關(guān)型穩(wěn)壓電源效率較高，目前用的也比較多，但因?qū)W時(shí)有限，這里不做介紹。以下主要討論線性穩(wěn)壓電但因?qū)W時(shí)有限，這里不做介紹。以下主要討論線性穩(wěn)壓電路。路。穩(wěn)壓電路的主要性能指標(biāo)穩(wěn)壓電路的主要性能指標(biāo)1、穩(wěn)壓系數(shù)、穩(wěn)壓系數(shù) S穩(wěn)壓系數(shù)穩(wěn)壓系數(shù)S用來用來反映

26、電網(wǎng)電壓波動(dòng)對(duì)穩(wěn)壓電路的影響反映電網(wǎng)電壓波動(dòng)對(duì)穩(wěn)壓電路的影響。定義為當(dāng)。定義為當(dāng)負(fù)載固定時(shí)，輸出電壓的相對(duì)變化量與輸入電壓的相對(duì)變化量之比。負(fù)載固定時(shí)，輸出電壓的相對(duì)變化量與輸入電壓的相對(duì)變化量之比。0I0ISUUUU2、輸出電阻、輸出電阻Ro輸出電阻輸出電阻Ro用來用來反映穩(wěn)壓電路受負(fù)載變化的影響反映穩(wěn)壓電路受負(fù)載變化的影響。定義為當(dāng)輸入。定義為當(dāng)輸入電壓固定時(shí)輸出電壓變化量與輸出電流變化量之比。它實(shí)際上就是電電壓固定時(shí)輸出電壓變化量與輸出電流變化量之比。它實(shí)際上就是電源戴維南等效電路的內(nèi)阻。源戴維南等效電路的內(nèi)阻。穩(wěn)壓電路的主要作用穩(wěn)壓電路的主要作用 為負(fù)載提供不隨電源電壓波動(dòng)和負(fù)載波動(dòng)影

27、響的穩(wěn)為負(fù)載提供不隨電源電壓波動(dòng)和負(fù)載波動(dòng)影響的穩(wěn)定的輸出電壓。定的輸出電壓。oooUiURI常數(shù)一、電路結(jié)構(gòu)一、電路結(jié)構(gòu)二、工作原理二、工作原理 在穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓區(qū)，電流變化較大時(shí)，穩(wěn)壓管兩端電壓變化較小。在穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓區(qū)，電流變化較大時(shí)，穩(wěn)壓管兩端電壓變化較小。1. 1. 電網(wǎng)電壓波動(dòng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)12oZRRouuUIIUU2. 2. 負(fù)載波動(dòng)負(fù)載波動(dòng)LoRRoZRoRIIUUIUU通過調(diào)節(jié)通過調(diào)節(jié)R上的壓降來達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓上的壓降來達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓Uo o的目的。的目的。2u1uTLRZIRIRUOUoICRZDiUZU三、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路特點(diǎn)三、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：電路簡單，元件少。

28、優(yōu)點(diǎn)：電路簡單，元件少。缺點(diǎn)：穩(wěn)壓效果不太好，輸出電壓不可調(diào)。缺點(diǎn)：穩(wěn)壓效果不太好，輸出電壓不可調(diào)。四、穩(wěn)壓管選擇辦法四、穩(wěn)壓管選擇辦法ZoUUOZ maxmax1.53IIio23UU五、限流電阻五、限流電阻 R 的選擇原則的選擇原則imaxZZmin Zmax UUIIR2.串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路由四個(gè)主要部分組成：串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路由四個(gè)主要部分組成：1、基準(zhǔn)電壓環(huán)節(jié)2、比較放大環(huán)節(jié)3、取樣環(huán)節(jié)4、調(diào)整環(huán)節(jié)一、電路結(jié)構(gòu)的一般形式一、電路結(jié)構(gòu)的一般形式調(diào)整元件調(diào)整元件T與負(fù)載串聯(lián)，通過全部負(fù)載電流。與負(fù)載串聯(lián)，通過全部負(fù)載電流。比較放比較放大器大器可以是單管放大電路或集成運(yùn)算放大器?？梢允菃喂?/p>

29、放大電路或集成運(yùn)算放大器。調(diào)整元件調(diào)整元件可可以是單個(gè)功率管，復(fù)合管或用幾個(gè)功率管并聯(lián)。以是單個(gè)功率管，復(fù)合管或用幾個(gè)功率管并聯(lián)。基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電壓可由穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路組成?？捎煞€(wěn)壓管穩(wěn)壓電路組成。取樣電路取樣電路取出輸出電壓取出輸出電壓UO的一的一部分和基準(zhǔn)電壓相比較。部分和基準(zhǔn)電壓相比較。因調(diào)整管與負(fù)載接成射極輸出器形式，為深度串聯(lián)電因調(diào)整管與負(fù)載接成射極輸出器形式，為深度串聯(lián)電壓負(fù)反饋，故稱之為壓負(fù)反饋，故稱之為串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路。二、電路的組成二、電路的組成一、一種實(shí)際的晶體管串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電源一、一種實(shí)際的晶體管串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電源二二 、穩(wěn)壓原理、穩(wěn)壓原理UoUfUBE

30、2=（Uf -UZ）UC2Uo當(dāng)當(dāng)Ui增加或輸出電流減小使增加或輸出電流減小使Uo升高時(shí)：升高時(shí)：三三 、輸出電壓的確定和調(diào)節(jié)范圍、輸出電壓的確定和調(diào)節(jié)范圍2212P12POZBE2ZP2P212POmaxZBE2212POminZBE2P2 RRRRRRRUUUURRRRRRRUUURRRRUUUR 4 4、調(diào)整管、調(diào)整管rce愈大越好愈大越好( (rcece小則小則 Ui i引起的引起的 Uo o大大) )。四四 、影響穩(wěn)壓特性的主要因素、影響穩(wěn)壓特性的主要因素1 1、比較放大部分的、比較放大部分的AV和電壓反饋系數(shù)和電壓反饋系數(shù)F 愈大越好；愈大越好； 2 2、基準(zhǔn)電壓愈穩(wěn)定越好；、基準(zhǔn)

31、電壓愈穩(wěn)定越好；3 3、放大部分的電源愈穩(wěn)定越好；、放大部分的電源愈穩(wěn)定越好；調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)RP可改變可改變Uo達(dá)到達(dá)到調(diào)壓的目的。調(diào)壓的目的。在運(yùn)放理想條件下在運(yùn)放理想條件下(AV= ri= )：1P1oRR2P2+1(1)+RRUUURRF五、選用增益高的集成運(yùn)放作為放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓五、選用增益高的集成運(yùn)放作為放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電源電源六、存在的缺點(diǎn)六、存在的缺點(diǎn)串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電源外圍元件較多；另串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電源外圍元件較多；另外，調(diào)整管工作在線性放大區(qū)外，調(diào)整管工作在線性放大區(qū),當(dāng)負(fù)載電流當(dāng)負(fù)載電流較大時(shí)，其損耗較大時(shí)，其損耗(P=UCE Io)大；電源的效率大；電源的效率為為

32、( =Po/Pi=UoIo/UiIi)較低。較低。為了提高效率，可采用開關(guān)型穩(wěn)壓電源。為了提高效率，可采用開關(guān)型穩(wěn)壓電源。集成穩(wěn)壓電源簡介集成穩(wěn)壓電源簡介三端集成穩(wěn)壓器的硅片封裝在普通功率管的外殼內(nèi)，三端集成穩(wěn)壓器的硅片封裝在普通功率管的外殼內(nèi)，電路內(nèi)部附有短路和過熱保護(hù)環(huán)節(jié)。電路內(nèi)部附有短路和過熱保護(hù)環(huán)節(jié)。 隨著半導(dǎo)體工藝的發(fā)展隨著半導(dǎo)體工藝的發(fā)展, ,現(xiàn)在已生產(chǎn)并廣泛應(yīng)用的現(xiàn)在已生產(chǎn)并廣泛應(yīng)用的單片集成穩(wěn)壓電源，具有體積小單片集成穩(wěn)壓電源，具有體積小, ,可靠性高可靠性高, ,使用靈活使用靈活, ,價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。最簡單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入，輸價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。最簡單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入，輸出和公共引出端出和