第8章二極管及整流電路課件

1、 學(xué)習(xí)電子技術(shù)的方法學(xué)習(xí)電子技術(shù)的方法 共價健共價健價電子價電子SiSiSiSiSiSiSiSi這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)。這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)。空穴空穴自由電子自由電子SiSiSiSi又產(chǎn)生一又產(chǎn)生一個新空穴個新空穴多多余余電電子子在常溫下即可變在常溫下即可變?yōu)樽杂呻娮訛樽杂呻娮邮ヒ粋€失去一個電子變?yōu)殡娮幼優(yōu)檎x子正離子動畫動畫SiSiSiSiP+SiSiSiSiB硼原子硼原子空空穴穴動畫動畫擴(kuò)散形成空間電荷區(qū)，且擴(kuò)散形成空間電荷區(qū)，且使空間電荷區(qū)變寬。使空間電荷區(qū)變寬。多子擴(kuò)散運(yùn)動多子擴(kuò)散運(yùn)動內(nèi)電場內(nèi)電場少子漂移運(yùn)動少子漂移運(yùn)動載流子濃度差載流子濃度差+多子擴(kuò)散運(yùn)動多子擴(kuò)散運(yùn)動內(nèi)電場內(nèi)電場少子

2、的漂移運(yùn)動少子的漂移運(yùn)動動畫動畫空間電荷區(qū)也稱空間電荷區(qū)也稱 PN PN 結(jié)結(jié)+PN 結(jié)變窄結(jié)變窄 P接正、接正、N接負(fù)接負(fù) 外電場外電場IF+P PN N內(nèi)電場內(nèi)電場PN 結(jié)消失結(jié)消失外電場外電場IF動畫動畫+P PN N內(nèi)電場內(nèi)電場由于少子數(shù)由于少子數(shù)量很少，形量很少，形成很小的反成很小的反向電流。向電流。IR動畫動畫+金屬觸絲金屬觸絲陽極引線陽極引線N N型鍺片型鍺片陰極引線陰極引線外殼外殼鋁合金小球鋁合金小球N N型硅型硅陽極引線陽極引線PNPN結(jié)結(jié)金銻合金金銻合金底座底座陰極引線陰極引線陰極引線陰極引線陽極引線陽極引線二氧化硅保護(hù)層二氧化硅保護(hù)層P P型硅型硅N N型硅型硅陰極陰極陽

3、極陽極D DPN+-陽極陽極陰極陰極反向擊穿反向擊穿電壓電壓U(BR)反向特性反向特性UIPN+PN+定性分析：定性分析：判斷二極管的工作狀態(tài)判斷二極管的工作狀態(tài)導(dǎo)通導(dǎo)通截止截止若二極管是理想的，若二極管是理想的，例例1：解解：D6V12V3k BAUAB+V sin18itu t 動畫動畫UZIZIZM UZ IZ_+UIOZZ ZIUrU0二、功能二、功能 把交流電壓變成穩(wěn)定的大小合適把交流電壓變成穩(wěn)定的大小合適 的直流電壓。的直流電壓。u4uou3u2u1 將交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)槊}動的直流電壓。將交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)槊}動的直流電壓。 半波、全波、橋式、倍壓整流和三相整流等。半波、全波、橋式、倍壓整流

4、和三相整流等。正向?qū)娮铻榱悖聪蚪刂闺娮铻闊o窮大。正向?qū)娮铻榱悖聪蚪刂闺娮铻闊o窮大。利用二極管的單向?qū)щ娦岳枚O管的單向?qū)щ娦?t uDOu 負(fù)半周，負(fù)半周，VauC時，時，D導(dǎo)通，導(dǎo)通，電源在給負(fù)載電源在給負(fù)載RL供電的同時也供電的同時也 給電容充電，給電容充電， uC 增加，增加，uo= uC 。 CC+Cici= uC 二極管承受的最高反向電壓為二極管承受的最高反向電壓為UU22DRM 動畫動畫uoU2U2u tO tO濾波濾波電路電路uo +D DubRLiout U2uo tU2輸出電壓的脈動程度輸出電壓的脈動程度與平均值與平均值Uo與放電時與放電時間常數(shù)間常數(shù)RLC有關(guān)

5、。有關(guān)。iouo+CRLu1234ab+ 濾波濾波電路電路25)(3 LTCR一般取近似估算?。航乒浪闳。?Uo = 1. 2 U ( 橋式、全波）橋式、全波） Uo = 1. 0 U （半波）半波）U2為了得到比較平直的輸出電壓為了得到比較平直的輸出電壓濾波濾波電路電路例：例：有一單相橋式整流濾波電路，已知交流電源頻率有一單相橋式整流濾波電路，已知交流電源頻率 f=50Hz，負(fù)載電阻，負(fù)載電阻 RL = 200 ，要求直流輸出電，要求直流輸出電 壓壓Uo=30V，選擇整流二極管及濾波電容器。，選擇整流二極管及濾波電容器。V 352522DRM UUA 075. 02003021 2121L

6、OODRUII uRLuo+C25V1.230 2 . 1OUU可選用二極管可選用二極管2CZ52B2CZ52B IOM OM =100mA =100mA UDRM DRM =50V=50V 濾波濾波電路電路取取 RLC = 5 T/2S 05. 025015L CR解：解：2.2.選擇濾波電容器選擇濾波電容器F250F102502000.05 0506L R.C可選用可選用C=250 F，耐壓為，耐壓為50V的極性電容器。的極性電容器。例：例：有一單相橋式整流濾波電路，已知交流電源頻率有一單相橋式整流濾波電路，已知交流電源頻率 f=50Hz，負(fù)載電阻，負(fù)載電阻 RL = 200 ，要求直流輸

7、出電，要求直流輸出電 壓壓Uo=30V，選擇整流二極管及濾波電容器。，選擇整流二極管及濾波電容器。 uRLuo+C濾波濾波電路電路 L uRLuo+C濾波濾波電路電路濾波效果比濾波效果比LCLC濾波器更好，濾波器更好，但但對對D D的沖擊電流較大。的沖擊電流較大。L uRLuo+C2+C1濾波濾波電路電路 比比LC 形形濾波器的體積小、成本低。濾波器的體積小、成本低。 R uRLuo+C2+C1濾波濾波電路電路UO = UZ IR = IO + IZUIUZRL (IO ) IR 設(shè)設(shè)UI一定，負(fù)載一定，負(fù)載RL變化變化UO 基本不變基本不變 IR (IRR) 基本不變基本不變 UO (UZ

8、) IZ +UIRL+CIOUO+uIRRDZIz限流調(diào)壓限流調(diào)壓穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路 UZ = UO UI = (2 3) UO限流電阻滿足限流電阻滿足RIIUU ominZMOIM OMZOImin IIUU minOOIMZM IRUUIOMOImin IRUUIZ 穩(wěn)壓管電流滿足穩(wěn)壓管電流滿足單片集成穩(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, ,使使用靈活用靈活, ,價格低廉等優(yōu)點。價格低廉等優(yōu)點。最簡單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入，輸出和公共最簡單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入，輸出和公共引出端引出端,故稱之為三端集成穩(wěn)壓器。故稱之為三端集成穩(wěn)壓器。1.1.分類分類為輸出

9、電壓值為輸出電壓值三端三端穩(wěn)壓穩(wěn)壓器器輸出固定電壓輸出固定電壓輸出正電壓：輸出正電壓：78XX78XX 輸出負(fù)電壓：輸出負(fù)電壓：79XX79XX （1.251.25 37V 37V 連續(xù)可調(diào)連續(xù)可調(diào)）78系列系列穩(wěn)壓器外形穩(wěn)壓器外形1- -輸入端輸入端3-公共端公共端2- -輸出端輸出端79系列系列穩(wěn)壓器外形穩(wěn)壓器外形1 -公共端公共端3- -輸入端輸入端2- -輸出端輸出端1-AdjAdj3- -輸入端輸入端2-輸出端輸出端317系列系列穩(wěn)壓器外形穩(wěn)壓器外形輸出電流超過輸出電流超過 1.5A1.5A（加散熱器）（加散熱器）不需要外接元件不需要外接元件內(nèi)部有過熱保護(hù)內(nèi)部有過熱保護(hù)內(nèi)部有過流保護(hù)

10、內(nèi)部有過流保護(hù)調(diào)整管設(shè)有安全工作區(qū)保護(hù)調(diào)整管設(shè)有安全工作區(qū)保護(hù)輸出電壓容差為輸出電壓容差為4%4% 5V5V、6V6V、8V8V、 9V 9V、12V 12V 、1515V V、18V18V、24V24V等等 。 0 0 o 100oo TIIU% UUUS 00oo I %100 I T UUUS0.0050.02% 0.11.0% 反映當(dāng)負(fù)載電流和環(huán)境溫度不變時，電網(wǎng)電壓反映當(dāng)負(fù)載電流和環(huán)境溫度不變時，電網(wǎng)電壓波動對穩(wěn)壓電路的影響。波動對穩(wěn)壓電路的影響。 反映當(dāng)輸入電壓和環(huán)境溫度不變時，輸出電流反映當(dāng)輸入電壓和環(huán)境溫度不變時，輸出電流變化時輸出電壓保持穩(wěn)定的能力，即穩(wěn)壓電路的變化時輸出電壓

11、保持穩(wěn)定的能力，即穩(wěn)壓電路的帶負(fù)載能力。帶負(fù)載能力。輸出為固定正電壓時的接法如圖所示。輸出為固定正電壓時的接法如圖所示。COLM7805LM7805CiUi+_+_UO 0.11 F1 F2 23 3220V220V 24V24V+C 24V24V+C78087808Ci+8V+8V1 12 23 3Ci790879081 1COCO8V8V1 F1 F0.33 F0.33 F1000 F1000 F CO78XX78XXCiUI+_+_UO1 12 23 3UXXUZRDZ+_+_IO= I2 + IC當(dāng)當(dāng) IO較小時，較小時，UR較小，較小，T截止截止 ，IC=0。CO78XX78XXCiUI+_+_UO1 12 23 3RURICI2IOT+ R可由可由T的的UBE和穩(wěn)壓器的和穩(wěn)壓器的IOM確定確定, 即即R UBE/IOM 。)V1(25.112ORRU流過調(diào)整端流過調(diào)整端(AdjAdj