第一章 晶體二極管和二極管整流電路

1、1.1 1.1 晶體二極管晶體二極管1.2 1.2 晶體二極管整流電路晶體二極管整流電路1.3 1.3 濾波器和穩(wěn)壓器濾波器和穩(wěn)壓器本章小結(jié)本章小結(jié)第一章第一章 晶體二極管和二極管整流電路晶體二極管和二極管整流電路1.1 晶體二極管晶體二極管1.1.1 晶體二極管的單向?qū)щ娞匦跃w二極管的單向?qū)щ娞匦?1.1.2 PN結(jié)結(jié)1.1.3 二極管的伏安特性二極管的伏安特性1.1.4 二極管的簡單測試二極管的簡單測試1.1.5 二極管的分類、型號(hào)和參數(shù)二極管的分類、型號(hào)和參數(shù)1.1 1.1 晶體二極管晶體二極管 （1）外形：）外形：由密封的管體和兩由密封的管體和兩條正、負(fù)電極引線所組成。管體外條正、負(fù)

2、電極引線所組成。管體外殼的標(biāo)記通常表示正極。如圖殼的標(biāo)記通常表示正極。如圖1.1.1（a）所示；）所示； （2 2）符號(hào)：）符號(hào)：如圖。其中：如圖。其中： 三角形三角形正極，正極， 豎杠豎杠負(fù)極，負(fù)極， VV二極管的文字符號(hào)。二極管的文字符號(hào)。圖圖1.1.1 晶體二極管的外形晶體二極管的外形和符號(hào)和符號(hào)1.1.1 晶體二極管的單向?qū)щ娞匦跃w二極管的單向?qū)щ娞匦泽w三極管等器件：晶體二極管、晶）等）、變壓器（）、電感（）、電容（元件：電阻（電子元器件TLCR1 1晶體二極管晶體二極管2 2晶體二極管的單向?qū)щ娦裕壕w二極管的單向?qū)щ娦裕海? 1）正極電位負(fù)極電位，二極管導(dǎo)通；）正極電位負(fù)極電位，

3、二極管導(dǎo)通；（2 2）正極電位負(fù)極電位，二極管截止。）正極電位負(fù)極電位，二極管截止。 即二極管正偏導(dǎo)通，反偏截止。這一導(dǎo)電特性稱為即二極管正偏導(dǎo)通，反偏截止。這一導(dǎo)電特性稱為二二極管的單向?qū)щ娦?。極管的單向?qū)щ娦?。?dòng)畫動(dòng)畫 晶體二極管的單向?qū)щ娦跃w二極管的單向?qū)щ娦?例例1.1.1 圖圖1.1.3所示電路中，當(dāng)開關(guān)所示電路中，當(dāng)開關(guān)S閉合后，閉合后，H1、H2兩個(gè)指示燈，哪一個(gè)可能發(fā)光？兩個(gè)指示燈，哪一個(gè)可能發(fā)光？圖圖1.1.3 例例1.1.1電路圖電路圖 解解 由電路圖可知，開關(guān)由電路圖可知，開關(guān)S閉合后，只有二極管閉合后，只有二極管V1正極電位高正極電位高于負(fù)極電位，即處于正向?qū)顟B(tài)，

4、所以于負(fù)極電位，即處于正向?qū)顟B(tài)，所以H1指示燈發(fā)光。指示燈發(fā)光。 1.1.2 PN結(jié)結(jié)二極管由半導(dǎo)體材料制成。二極管由半導(dǎo)體材料制成。載流子均可運(yùn)載電荷量的正電空穴：帶與自由電子等自由電子：帶負(fù)電 1半導(dǎo)體半導(dǎo)體：導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體與絕緣體之間的一種物導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體與絕緣體之間的一種物質(zhì)。如硅（質(zhì)。如硅（Si）或鍺（）或鍺（Ge）半導(dǎo)體。）半導(dǎo)體。半導(dǎo)體中，能夠運(yùn)載電荷的的粒子有兩種：半導(dǎo)體中，能夠運(yùn)載電荷的的粒子有兩種： 動(dòng)畫動(dòng)畫 PN結(jié)結(jié) 載流子載流子：在電場的作用下定向移動(dòng)的自由電子和空穴，：在電場的作用下定向移動(dòng)的自由電子和空穴，統(tǒng)稱載流子。如圖統(tǒng)稱載流子。如圖1.1.4所示。所示

5、。圖圖1.1.4 半導(dǎo)體的兩種載流子半導(dǎo)體的兩種載流子 2本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體：不加雜質(zhì)的純凈半導(dǎo)體晶體。如本征硅或不加雜質(zhì)的純凈半導(dǎo)體晶體。如本征硅或本征鍺。本征鍺。根據(jù)摻雜的物質(zhì)不同，可分兩種：根據(jù)摻雜的物質(zhì)不同，可分兩種： 3雜質(zhì)半導(dǎo)體：雜質(zhì)半導(dǎo)體：為了提高半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能，在本征半導(dǎo)為了提高半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能，在本征半導(dǎo)體（體（4價(jià)）中摻入硼或磷等雜質(zhì)所形成的半導(dǎo)體。價(jià)）中摻入硼或磷等雜質(zhì)所形成的半導(dǎo)體。 本征半導(dǎo)體電導(dǎo)率低，為提高導(dǎo)電性能，需摻雜，形成雜質(zhì)本征半導(dǎo)體電導(dǎo)率低，為提高導(dǎo)電性能，需摻雜，形成雜質(zhì)半導(dǎo)體。半導(dǎo)體。 將將P型半導(dǎo)體和型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體使用特殊工藝連在一起，型半

6、導(dǎo)體使用特殊工藝連在一起，形成形成PN結(jié)。結(jié)。 （2）N型半導(dǎo)體：型半導(dǎo)體：在本征硅在本征硅(或鍺或鍺)中摻入少量磷元素（中摻入少量磷元素（5價(jià)）價(jià)）所形成的半導(dǎo)體，如所形成的半導(dǎo)體，如N型硅。其中，多數(shù)載流子為電子，少數(shù)載型硅。其中，多數(shù)載流子為電子，少數(shù)載流子為空穴。流子為空穴。 （1）P型半導(dǎo)體：型半導(dǎo)體：本征硅本征硅(或鍺或鍺)中摻入少量硼元素（中摻入少量硼元素（3價(jià)）所形價(jià)）所形成的半導(dǎo)體，如成的半導(dǎo)體，如P型硅。多數(shù)載流子為空穴，少數(shù)載流子為電子。型硅。多數(shù)載流子為空穴，少數(shù)載流子為電子。4PN結(jié)：結(jié)：N型和型和P型半導(dǎo)體之間的特殊薄層叫做型半導(dǎo)體之間的特殊薄層叫做PN結(jié)結(jié)。PN結(jié)

7、是各種半導(dǎo)體器件的核心。結(jié)是各種半導(dǎo)體器件的核心。如圖如圖1.1.5所示。所示。 圖圖1.1.5 結(jié)結(jié) 晶體二極管之所以具有單向晶體二極管之所以具有單向?qū)щ娦裕湓蚴莾?nèi)部具有一個(gè)導(dǎo)電性，其原因是內(nèi)部具有一個(gè)PN結(jié)。其正、負(fù)極對(duì)應(yīng)于結(jié)。其正、負(fù)極對(duì)應(yīng)于PN結(jié)結(jié)的的P型和型和N型半導(dǎo)體，如圖型半導(dǎo)體，如圖1.1.5所所示。示。 P區(qū)接電源正極，區(qū)接電源正極，N區(qū)接電源負(fù)極，區(qū)接電源負(fù)極，PN結(jié)導(dǎo)通；反之，結(jié)導(dǎo)通；反之，PN結(jié)截止。結(jié)截止。PN結(jié)具有單向?qū)щ娞匦浴＜矗航Y(jié)具有單向?qū)щ娞匦?。即?.1.3 二極管的伏安特性二極管的伏安特性2測試電路：測試電路：如圖所示。如圖所示。 1定義：定義：二極管

8、兩端的二極管兩端的電壓和流過的電流之間的關(guān)電壓和流過的電流之間的關(guān)系曲線叫作系曲線叫作二極管的伏安特二極管的伏安特性性。圖圖1.1.6 測試二極管伏安特性電路測試二極管伏安特性電路 3伏安特性曲線：伏安特性曲線：如圖所示。如圖所示。動(dòng)畫動(dòng)畫 二極管的伏安特性二極管的伏安特性4 4特點(diǎn)：特點(diǎn)：(Ge) 0.2V(Si) V5 .0TV(Ge) 0.3V(Si) V7 . 0onV導(dǎo)通電壓結(jié)論：正偏時(shí)電阻小，具有非線性。結(jié)論：正偏時(shí)電阻小，具有非線性。導(dǎo)通后導(dǎo)通后V兩端電壓基本恒定：兩端電壓基本恒定：VFVT時(shí)，時(shí)，V導(dǎo)通，導(dǎo)通，IF急劇增大。急劇增大。 正向電壓正向電壓VF小于門坎電壓小于門坎電

9、壓VT時(shí)，二極管時(shí)，二極管V截止，截止，正向電流正向電流IF = 0；其中，門檻電壓其中，門檻電壓（1 1）正向特性）正向特性（2 2）反向特性）反向特性結(jié)論：結(jié)論：反偏電阻大，存在電擊穿現(xiàn)象。反偏電阻大，存在電擊穿現(xiàn)象。 VRVRM時(shí)，時(shí)，IR劇增，此現(xiàn)象稱為反向電擊穿。劇增，此現(xiàn)象稱為反向電擊穿。對(duì)應(yīng)的電對(duì)應(yīng)的電壓壓VRM稱為反向擊穿電壓。稱為反向擊穿電壓。 反向電壓反向電壓VRVRM（反向擊穿電壓）時(shí)，反向電流（反向擊穿電壓）時(shí)，反向電流IR很小，很小，且近似為常數(shù)，稱為反向飽和電流。且近似為常數(shù)，稱為反向飽和電流。1.1.4 二極管的簡單測試二極管的簡單測試圖圖1.1.8 萬用表檢測二

10、極管萬用表檢測二極管 將紅、黑表筆分別接二極管兩端。所測電阻小時(shí)，黑表將紅、黑表筆分別接二極管兩端。所測電阻小時(shí)，黑表筆接觸處為正極，紅表筆接觸處為負(fù)極。筆接觸處為正極，紅表筆接觸處為負(fù)極。1. 判別正負(fù)極性判別正負(fù)極性用萬用表檢測二極管如圖用萬用表檢測二極管如圖1.1.8所示。所示。萬用表測試條件：萬用表測試條件：R100或或R1k；圖圖1.1.8 萬用表檢測二極管萬用表檢測二極管萬用表測試條件：萬用表測試條件：R1k1k。2.2.判別好壞判別好壞(3)(3)若正向電阻約幾千歐姆，反向電阻非常大，二極管正常。若正向電阻約幾千歐姆，反向電阻非常大，二極管正常。(2)(2)若正反向電阻非常大，二

11、極管開路。若正反向電阻非常大，二極管開路。(1)(1)若正反向電阻均為零，二極管短路；若正反向電阻均為零，二極管短路；1.1.5 二極管的分類、型號(hào)和參數(shù)二極管的分類、型號(hào)和參數(shù)（3）按用途：）按用途：如圖如圖1.1.9所示。所示。 （2）按）按PN結(jié)面積：結(jié)面積：點(diǎn)接觸型（電流小，高頻應(yīng)用）、面點(diǎn)接觸型（電流小，高頻應(yīng)用）、面接觸型（電流大，用于整流）接觸型（電流大，用于整流）（1 1）按材料分：）按材料分：硅管、鍺管硅管、鍺管1 1分類分類圖圖1.1.9 二極管圖形符號(hào)二極管圖形符號(hào)整流二極管：利用單向?qū)щ娦园呀涣麟娮兂芍绷麟姷亩O管。整流二極管：利用單向?qū)щ娦园呀涣麟娮兂芍绷麟姷亩O管。

12、整流二極管整流二極管2CZ82B穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管2CW50變?nèi)荻O管變?nèi)荻O管2AC1等等。等等。2型號(hào)舉例如下：型號(hào)舉例如下：變?nèi)荻O管：利用反向偏壓改變變?nèi)荻O管：利用反向偏壓改變PNPN結(jié)電容量的二極管。結(jié)電容量的二極管。光電二極管：將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的二極管。光電二極管：將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的二極管。發(fā)光二極管：利用磷化鎵把電能轉(zhuǎn)變成光能的二極管。發(fā)光二極管：利用磷化鎵把電能轉(zhuǎn)變成光能的二極管。穩(wěn)壓二極管：利用反向擊穿特性進(jìn)行穩(wěn)壓的二極管。穩(wěn)壓二極管：利用反向擊穿特性進(jìn)行穩(wěn)壓的二極管。3主要參數(shù)主要參數(shù) 主要參數(shù)：主要參數(shù)：穩(wěn)定電壓穩(wěn)定電壓VZ、穩(wěn)定電流、穩(wěn)定電流IZ、最大工作電

13、流、最大工作電流IZM、最大耗散功率最大耗散功率PZM、動(dòng)態(tài)電阻、動(dòng)態(tài)電阻rZ Z等。等。（2 2）穩(wěn)壓二極管）穩(wěn)壓二極管 反向漏電流反向漏電流IR：規(guī)定的反向電壓和環(huán)境溫度下，二極管反規(guī)定的反向電壓和環(huán)境溫度下，二極管反向電流值。向電流值。 最高反向工作電壓最高反向工作電壓VRM：二極管允許承受的反向工作電壓二極管允許承受的反向工作電壓峰值。峰值。 最大整流電流最大整流電流IFM：二極管允許通過的最大正向工作電流二極管允許通過的最大正向工作電流平均值。平均值。（1 1）普通整流二極管）普通整流二極管1.2 晶體二極管整流電路晶體二極管整流電路1.2.1 單相半波整流電路單相半波整流電路1.2

14、.2 單相全波整流電路單相全波整流電路整流：整流：把交流電變成直流電的過程。把交流電變成直流電的過程。倍壓整流橋式變壓器中心抽頭式全波整流半波整流單相整流電路種類1.2 晶體二極管整流電路晶體二極管整流電路整流原理：整流原理：二極管的單向?qū)щ娞匦远O管的單向?qū)щ娞匦远O管單相整流電路：二極管單相整流電路：把單相交流電變成直流電的電路。把單相交流電變成直流電的電路。 V：整流二極管，把交流整流二極管，把交流電變成脈動(dòng)直流電；電變成脈動(dòng)直流電； T：電源變壓器，把電源變壓器，把v1變成變成整流電路所需的電壓值整流電路所需的電壓值v2。 1.2.1 單相半波整流電路單相半波整流電路1電路電路 如圖（

15、如圖（a）動(dòng)畫動(dòng)畫 單相半波整流電路單相半波整流電路 2工作原理工作原理 由波形可見，由波形可見，v2一周期內(nèi)，負(fù)載只用單方向的半個(gè)波形，一周期內(nèi)，負(fù)載只用單方向的半個(gè)波形，這種大小波動(dòng)、方向不變的電壓或電流稱為脈動(dòng)直流電。上述這種大小波動(dòng)、方向不變的電壓或電流稱為脈動(dòng)直流電。上述過程說明，利用二極管單向?qū)щ娦钥砂呀涣麟娺^程說明，利用二極管單向?qū)щ娦钥砂呀涣麟妚2變成脈動(dòng)直流變成脈動(dòng)直流電電vL。由于電路僅利用。由于電路僅利用v2的半個(gè)波形，故稱為半波整流電路。的半個(gè)波形，故稱為半波整流電路。 （2）v2負(fù)半周時(shí)，負(fù)半周時(shí)，A點(diǎn)電位低于點(diǎn)電位低于B點(diǎn)電位，二極管點(diǎn)電位，二極管V反偏截反偏截止，

16、則止，則vL0。 （1）v2正半周時(shí)，正半周時(shí)，A點(diǎn)電位高于點(diǎn)電位高于B點(diǎn)電位，二極管點(diǎn)電位，二極管V正偏正偏導(dǎo)通，則導(dǎo)通，則vLv2；設(shè)設(shè)v2為正弦波，波形如圖為正弦波，波形如圖1.2.1（b）所示。）所示。3負(fù)載和整流二極管上的電壓和電流負(fù)載和整流二極管上的電壓和電流（4）二極管反向峰值電壓）二極管反向峰值電壓VRM （1.2.4）22RM41. 12VVV（1）負(fù)載電壓）負(fù)載電壓VL VL = 0.45 V2 （1.2.1）（ .2.2 1 45. 0L2LLLRVRVI（2）負(fù)載電流）負(fù)載電流IL（3）二極管正向電流）二極管正向電流IV和負(fù)載電流和負(fù)載電流IZ （1.2.3）L2LV4

17、5. 0RVII （1）二極管允許的最大反向電壓應(yīng)大于承受的反向峰值）二極管允許的最大反向電壓應(yīng)大于承受的反向峰值電壓；電壓； （2）二極管允許的最大整流電流應(yīng)大于流過二極管的實(shí)）二極管允許的最大整流電流應(yīng)大于流過二極管的實(shí)際工作電流。際工作電流。解決辦法：解決辦法：全波整流全波整流電路缺點(diǎn)：電路缺點(diǎn)：電源利用率低，紋波成分大。電源利用率低，紋波成分大。選管條件：選管條件： V1、V2為性能相同的整流二為性能相同的整流二極管；極管；T為電源變壓器，作用是為電源變壓器，作用是產(chǎn)生大小相等而相位相反的產(chǎn)生大小相等而相位相反的v2a和和v2b。 橋式變壓器中心抽頭式全波整流1.2.2 單相全波整流電

18、路單相全波整流電路 （一）變壓器中心抽頭式單相全（一）變壓器中心抽頭式單相全波整流電路波整流電路1. 1. 電路電路如圖如圖 1.2.2：圖圖1.2.2變壓器中心抽頭變壓器中心抽頭式全波整流電路式全波整流電路2. 工作原理：工作原理： （1）v1正半周時(shí)，正半周時(shí)，T次級(jí)次級(jí)A點(diǎn)電位高于點(diǎn)電位高于B點(diǎn)電位，在點(diǎn)電位，在v2a作作用下，用下，V1導(dǎo)通（導(dǎo)通（V2截止），截止），iV1自上而下流過自上而下流過RL； （2）v1負(fù)半周時(shí)，負(fù)半周時(shí)，T次級(jí)次級(jí)A點(diǎn)電位低于點(diǎn)電位低于B點(diǎn)電位，在點(diǎn)電位，在v2b的的作用下，作用下，V2導(dǎo)通（導(dǎo)通（V1截止），截止），iV2自上而下流過自上而下流過RL；

19、可見，在可見，在v1一周期內(nèi)，流過二極管的電流一周期內(nèi)，流過二極管的電流iV1 、iV2疊加形疊加形成全波脈動(dòng)直流電流成全波脈動(dòng)直流電流iL，于是，于是RL兩端產(chǎn)生全波脈動(dòng)直流電壓兩端產(chǎn)生全波脈動(dòng)直流電壓vL。故電路稱為。故電路稱為全波整流電路全波整流電路。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：單管承受的單管承受的反峰壓反峰壓比比半波整流半波整流高高一倍，變壓器一倍，變壓器T需中心抽頭。需中心抽頭。3負(fù)載和整流二極管上的電壓和電流負(fù)載和整流二極管上的電壓和電流2L9 . 0 VV（1）負(fù)載電壓）負(fù)載電壓VL （1.2.5）L2LLL9 . 0RVRVI（2）負(fù)載電流）負(fù)載電流IL （1.2.6）LV21II（3）二極

20、管的平均電流）二極管的平均電流IV （1.2.7）（4）二極管承受反向峰值電壓）二極管承受反向峰值電壓 （1.2.8）RMV2RM22VV（二）單相橋式全波整流電路（二）單相橋式全波整流電路1電路如圖電路如圖V1V4為整流二為整流二極管，電路為橋極管，電路為橋式結(jié)構(gòu)。式結(jié)構(gòu)。動(dòng)畫動(dòng)畫 橋式全波整流電路橋式全波整流電路 （2）v2負(fù)半周時(shí)，如圖負(fù)半周時(shí)，如圖1.2.4（b）所示，）所示，A點(diǎn)電位低于點(diǎn)電位低于B點(diǎn)電點(diǎn)電位，則位，則V2、V4導(dǎo)通（導(dǎo)通（V1、V3截止），截止），i2自上而下流過負(fù)載自上而下流過負(fù)載RL；圖圖1.2.4 橋式整流電路工作過程橋式整流電路工作過程2. 工作原理工作原理

21、 （1）v2正半周時(shí)，如圖正半周時(shí)，如圖1.2.4（a）所示，）所示，A點(diǎn)電位高于點(diǎn)電位高于B點(diǎn)點(diǎn)電位，則電位，則V1、V3導(dǎo)通（導(dǎo)通（V2、V4截止），截止），i1自上而下流過負(fù)載自上而下流過負(fù)載RL； 由波形圖由波形圖1.2.5可見，可見，v2一周期內(nèi)，兩組整流二極管輪流導(dǎo)一周期內(nèi)，兩組整流二極管輪流導(dǎo)通產(chǎn)生的單方向電流通產(chǎn)生的單方向電流i1 和和i2疊加形成了疊加形成了iL。于是負(fù)載得到全波。于是負(fù)載得到全波脈動(dòng)直流電壓脈動(dòng)直流電壓vL。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：輸出電壓高，紋波小，輸出電壓高，紋波小， 較低。應(yīng)用廣泛。較低。應(yīng)用廣泛。RMV3負(fù)載和整流二極管上的電壓和電流負(fù)載和整流二極管上的電壓和電

22、流2L9 . 0 VV（1）負(fù)載電壓）負(fù)載電壓VL （1.2.91.2.9）L2LLL9 . 0RVRVI（2 2）負(fù)載電流）負(fù)載電流IL （1.2.101.2.10）LV21II（3 3）二極管的平均電流）二極管的平均電流IV （1.2.111.2.11）（4 4）二極管承受反向峰值電壓）二極管承受反向峰值電壓 （1.2.121.2.12）RMV2RM2VV 例例1.2.1 有一直流負(fù)載，需要直流電壓有一直流負(fù)載，需要直流電壓 V，直，直流電流流電流 A。若采用橋式整流電路，求電源變壓器次。若采用橋式整流電路，求電源變壓器次級(jí)電壓級(jí)電壓 并選擇整流二極管。并選擇整流二極管。 60LV4LI2

23、V2L9 . 0 VVV7 .669 . 0V609 . 0L2VVV947 .6641. 122RMVV 查晶體管手冊(cè)，可選用整流電流為查晶體管手冊(cè)，可選用整流電流為3安培，額定反向工作安培，額定反向工作電壓為電壓為100伏的整流二極管伏的整流二極管2CZ12A（3A/100V）四只。）四只。 A2A42121LVII二極管承受的反向峰值電壓二極管承受的反向峰值電壓流過二極管的平均電流流過二極管的平均電流因?yàn)橐驗(yàn)?所以所以解解圖圖1.2.8 半橋和全橋整流堆半橋和全橋整流堆 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：電路組成簡單、可靠。電路組成簡單、可靠。（1）半橋：）半橋：2CQ型，如圖型，如圖1.2.8（a）所示；）

24、所示；（2）全橋：）全橋：QL型，如圖型，如圖1.2.8（b）所示。）所示。整流元件組合件稱為整流元件組合件稱為整流堆整流堆，常見的有：，常見的有：1.3 濾波器和穩(wěn)壓器濾波器和穩(wěn)壓器1.3.1 濾波器濾波器1.3.2 硅穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路硅穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路1.3 濾波器和穩(wěn)壓器濾波器和穩(wěn)壓器特點(diǎn)：特點(diǎn)：電容器與負(fù)載并聯(lián)。電容器與負(fù)載并聯(lián)。1.3.1 濾波器濾波器 作用：作用：濾除脈動(dòng)直流電濾除脈動(dòng)直流電中脈動(dòng)成分。中脈動(dòng)成分。 種類：種類：電容濾波器、電電容濾波器、電感濾波器、復(fù)式濾波器感濾波器、復(fù)式濾波器1 1電路電路一、電容濾波器一、電容濾波器動(dòng)畫動(dòng)畫 電容濾波電路電容濾波電路2工作原

25、理：工作原理： 在在t2 t3期間，期間，因因vC v2，V正偏導(dǎo)通，電容再次充電，正偏導(dǎo)通，電容再次充電，波形如圖波形如圖1.3.1 (b)中中BC。 在在t1 t2期間，期間，因因v2vC，V反反偏截止，電容偏截止，電容C通過負(fù)載放電，通過負(fù)載放電，波形如圖波形如圖1.3.1 (b)中中AB所示；所示； 在在0t1期間，期間，因因v2的作用，的作用，V正偏導(dǎo)通，電容正偏導(dǎo)通，電容C充電，波形如充電，波形如圖圖1.3.1 (b)中中OA所示；所示； 利用電容器兩端電壓不能突利用電容器兩端電壓不能突變?cè)砥交敵鲭妷骸Ｗ冊(cè)砥交敵鲭妷骸?重復(fù)上述過程，可得近于平滑波形。這說明，通過電重復(fù)上述

26、過程，可得近于平滑波形。這說明，通過電容的充放電，輸出直流電壓中的脈動(dòng)成分大為減小。容的充放電，輸出直流電壓中的脈動(dòng)成分大為減小。應(yīng)用：應(yīng)用：小功率電源。小功率電源。2L2 . 1 VV輸出電壓估算公式為輸出電壓估算公式為 工作原理與半波整流電路相同，不同點(diǎn)是：工作原理與半波整流電路相同，不同點(diǎn)是：v2正、負(fù)正、負(fù)半周內(nèi)，半周內(nèi)，V1、V2輪流導(dǎo)通，對(duì)電容輪流導(dǎo)通，對(duì)電容C充電兩次，縮短了電充電兩次，縮短了電容容C向負(fù)載的放電時(shí)間，從而使輸出電壓更加平滑。向負(fù)載的放電時(shí)間，從而使輸出電壓更加平滑。全波整流電容濾波輸出波形如圖全波整流電容濾波輸出波形如圖1.3.2所示。所示。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：體積大、

27、重量大。體積大、重量大。圖圖1.3.3 帶電感濾波器帶電感濾波器 二、電感濾波器二、電感濾波器1. 電路電路特點(diǎn)：特點(diǎn)：電感與負(fù)載串聯(lián)電感與負(fù)載串聯(lián)2. 工作原理：工作原理： 利用流過電感電流不能利用流過電感電流不能突變?cè)砥交敵鲭娏?。突變?cè)砥交敵鲭娏鳌?當(dāng)電路電流增加時(shí)，電感當(dāng)電路電流增加時(shí)，電感存儲(chǔ)能量；當(dāng)電流減小時(shí)，電存儲(chǔ)能量；當(dāng)電流減小時(shí)，電感釋放能量。使負(fù)載電流比較感釋放能量。使負(fù)載電流比較平滑，從而得到比較平滑的直平滑，從而得到比較平滑的直流電壓。流電壓。應(yīng)用：應(yīng)用：較大功率電源。較大功率電源。 （3 3）應(yīng)用：）應(yīng)用：較大功較大功率電源中。率電源中。三、復(fù)式濾波器三、復(fù)式濾

28、波器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：電容與負(fù)載并聯(lián)，電感與負(fù)載串聯(lián)。電容與負(fù)載并聯(lián)，電感與負(fù)載串聯(lián)。性能特點(diǎn)：性能特點(diǎn)：濾波效果好。濾波效果好。1. L型濾波器型濾波器（1 1）電路：）電路： （2）原理：）原理：整流輸出的脈動(dòng)直流經(jīng)過電感整流輸出的脈動(dòng)直流經(jīng)過電感L，交流成分被，交流成分被削弱，再經(jīng)過電容削弱，再經(jīng)過電容C濾波，就可在負(fù)載上獲得更加平滑的直流濾波，就可在負(fù)載上獲得更加平滑的直流電壓。電壓。圖圖1.3.4 L型濾波器橋式整流電路型濾波器橋式整流電路2. 型濾波器型濾波器圖圖1.3.5 型濾波器橋式整流電路型濾波器橋式整流電路（3）應(yīng)用：）應(yīng)用：小功率電源中。小功率電源中。 （2 2）原理：

29、）原理： 整流輸出的脈動(dòng)直流經(jīng)過電容整流輸出的脈動(dòng)直流經(jīng)過電容C1濾波后，再經(jīng)電感濾波后，再經(jīng)電感L和電容和電容C2濾波，使脈動(dòng)成分大大降低，在負(fù)載上可獲得濾波，使脈動(dòng)成分大大降低，在負(fù)載上可獲得平滑的直流電壓。平滑的直流電壓。（1 1）電路：）電路： (2) 當(dāng)工作電流當(dāng)工作電流 滿足滿足條件條件 時(shí)，穩(wěn)壓時(shí)，穩(wěn)壓管兩端電壓管兩端電壓 幾乎不變。幾乎不變。ZIZVBZAIII1.3.2 硅穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路硅穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路 濾波電路：濾波電路：將脈動(dòng)的將脈動(dòng)的直流電變成平滑的直流電。直流電變成平滑的直流電。 穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓電路：抑制電網(wǎng)抑制電網(wǎng)電壓和整流電路負(fù)載的變電壓和整流電路負(fù)載的變

30、化引起的輸出電壓變化，化引起的輸出電壓變化，將平滑的直流電變成穩(wěn)定將平滑的直流電變成穩(wěn)定的直流電。的直流電。1. 硅穩(wěn)壓二極管的特性硅穩(wěn)壓二極管的特性 (1) 穩(wěn)壓管工作在反向穩(wěn)壓管工作在反向擊穿狀態(tài)。擊穿狀態(tài)。圖圖1.3.6 硅穩(wěn)壓管的伏安特性及符號(hào)硅穩(wěn)壓管的伏安特性及符號(hào)2穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù)穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù) 4. 4.動(dòng)態(tài)電阻動(dòng)態(tài)電阻 穩(wěn)壓管兩端電壓變化量與電流變化量的穩(wěn)壓管兩端電壓變化量與電流變化量的比值，即比值，即 。此值越小，管子穩(wěn)壓性能越好。此值越小，管子穩(wěn)壓性能越好。zrZZzIVr/3.最大穩(wěn)定電流最大穩(wěn)定電流 穩(wěn)壓管允許長期通過的最大反向電流。穩(wěn)壓管允許長期通過的最大反

31、向電流。maxZIZI（2 2）穩(wěn)定電流）穩(wěn)定電流 穩(wěn)壓管在穩(wěn)定電壓下的工作電流。穩(wěn)壓管在穩(wěn)定電壓下的工作電流。ZV（1 1）穩(wěn)定電壓）穩(wěn)定電壓 穩(wěn)壓管在規(guī)定電流下的反向擊穿電壓。穩(wěn)壓管在規(guī)定電流下的反向擊穿電壓。3穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的工作原理穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的工作原理（3 3）應(yīng)用：小功率場合。）應(yīng)用：小功率場合。（2 2）電路的穩(wěn)壓過程：）電路的穩(wěn)壓過程： VOIZIRVRVO （1）電路：）電路：V為穩(wěn)壓管，起電流調(diào)整作用；為穩(wěn)壓管，起電流調(diào)整作用；R為限流電阻，起電壓調(diào)整作用。為限流電阻，起電壓調(diào)整作用。圖圖1.3.7 硅穩(wěn)壓管整流穩(wěn)壓電路硅穩(wěn)壓管整流穩(wěn)壓電路本章小結(jié)本章小結(jié) 1. 半導(dǎo)體中有兩種載流子：電子和空穴。半導(dǎo)體中有兩種載流子：電子和空穴。N型半型半導(dǎo)體中電子是多數(shù)載流子，導(dǎo)體中電子是多數(shù)載流子，P型半導(dǎo)體中空穴是多數(shù)型半導(dǎo)體中空穴是多數(shù)載流子。載流子。PN結(jié)具有單向?qū)щ娞匦浴＝Y(jié)具有單向?qū)щ娞匦浴?2. 二極管內(nèi)有一個(gè)二極管內(nèi)有一個(gè)PN結(jié)，因此，具有單向?qū)щ娞亟Y(jié)，因此，具有單