二極管的應(yīng)用ppt課件

1、.1. 1 PN結(jié)及其單導(dǎo)游電性結(jié)及其單導(dǎo)游電性共價健共價健 Si Si Si Si價電子價電子 Si Si Si Si價電子價電子這一景象稱為本征激發(fā)。這一景象稱為本征激發(fā)。空穴空穴自在電子自在電子 Si Si Si Sip+多多余余電電子子磷原子磷原子在常溫下即可在常溫下即可變?yōu)樽栽陔娮幼優(yōu)樽栽陔娮邮ヒ皇ヒ粋€電子個電子變?yōu)檎優(yōu)檎x子離子動畫動畫 Si Si Si SiB硼原子硼原子空穴空穴動畫動畫載流子的兩種運動載流子的兩種運動分散運動和漂移運動分散運動和漂移運動分散運動：電中性的半導(dǎo)體中，載流子從濃分散運動：電中性的半導(dǎo)體中，載流子從濃 度高的區(qū)域向濃度較低區(qū)域的運動。度高的區(qū)域向

2、濃度較低區(qū)域的運動。漂移運動：在電場作用下，載流子有規(guī)那么漂移運動：在電場作用下，載流子有規(guī)那么的的 定向運動。定向運動。多子的分散運動多子的分散運動內(nèi)電場內(nèi)電場少子的漂移運動少子的漂移運動濃度差濃度差 分散的結(jié)果使分散的結(jié)果使空間電荷區(qū)變寬?？臻g電荷區(qū)變寬。空間電荷區(qū)也稱空間電荷區(qū)也稱 PN 結(jié)結(jié) +動畫動畫構(gòu)成空間電荷區(qū)構(gòu)成空間電荷區(qū)PN 結(jié)變窄結(jié)變窄 P接正、接正、N接負接負 外電場外電場IF內(nèi)電場內(nèi)電場PN+動畫動畫+動畫動畫+ 內(nèi)電場被加內(nèi)電場被加強，少子的漂強，少子的漂移加強，由于移加強，由于少子數(shù)量很少，少子數(shù)量很少，構(gòu)成很小的反構(gòu)成很小的反向電流。向電流。IR動畫動畫+陰極引線

3、陰極引線陽極引線陽極引線二氧化硅維護層二氧化硅維護層P型硅型硅N型硅型硅( c ) 平面型平面型金屬觸絲金屬觸絲陽極引線陽極引線N型鍺片型鍺片陰極引線陰極引線外殼外殼( a ) 點接觸型點接觸型鋁合金小球鋁合金小球N型硅型硅陽極引線陽極引線PN結(jié)結(jié)金銻合金金銻合金底座底座陰極引線陰極引線( b ) 面接觸型面接觸型圖圖 1 12 半導(dǎo)體二極管的構(gòu)造和符號半導(dǎo)體二極管的構(gòu)造和符號 陰極陰極陽極陽極( d ) 符號符號D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：判別二極管的義務(wù)外形定性分析：判別二極管的義務(wù)外形導(dǎo)通導(dǎo)通截止截止 假設(shè)二極管是理想的，正導(dǎo)游通時正向管

4、壓降為零，假設(shè)二極管是理想的，正導(dǎo)游通時正向管壓降為零，反向截止時二極管相當(dāng)于斷開。反向截止時二極管相當(dāng)于斷開。例例1：D6V12V3kBAUAB+例例2:mA43122D IBD16V12V3kAD2UAB+V sin18itu t 動畫動畫UZIZIZM UZ IZ _+UIOZZ ZIUr1.3 1.3 整流電路及路濾電路整流電路及路濾電路功能：把交流電壓變成穩(wěn)定的大小適宜功能：把交流電壓變成穩(wěn)定的大小適宜 的直流電壓的直流電壓u4uou3u2u1t uDO u 負半周，負半周，VauC時，二極管導(dǎo)通，電源在給負載時，二極管導(dǎo)通，電源在給負載RL供電的供電的同時也給電容充電，同時也給電容

5、充電， uC 添加，添加，uo= uC 。 u uC時，二極管截止，電容經(jīng)過負載時，二極管截止，電容經(jīng)過負載RL 放電，放電，uC按指數(shù)規(guī)律下降，按指數(shù)規(guī)律下降， uo= uC 。+Cici +aDuoubRLio= uC 二極管接受的最高反向電壓為二極管接受的最高反向電壓為 。UU22DRM 動畫動畫uoU2U2u tO tO25)(3LTCR 一般取一般取(1) (1) 輸出電壓的脈動程度與平均值輸出電壓的脈動程度與平均值UoUo與放電時間與放電時間 常數(shù)常數(shù)RLCRLC有關(guān)。有關(guān)。 RLC 越大越大 電容器放電越慢電容器放電越慢 輸出電壓的平均值輸出電壓的平均值Uo 越大，波形越平滑。越

6、大，波形越平滑。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有電容濾波有電容濾波 無電容濾波無電容濾波0.45U UooIO 結(jié)論結(jié)論 采用電容濾波時，輸出電采用電容濾波時，輸出電壓受負載變化影響較大，即壓受負載變化影響較大，即帶負載才干較差。帶負載才干較差。 因此電容濾波適宜于要求因此電容濾波適宜于要求輸出電壓較高、負載電流較輸出電壓較高、負載電流較小且負載變化較小的場所。小且負載變化較小的場所。 RLC RLC 越大越大O O 越高，越高，IO IO 越大越大整流二極管

7、導(dǎo)通時間越整流二極管導(dǎo)通時間越短短 iD iD 的峰值電流越大。的峰值電流越大。iD tuoU2 tOO例：例： 有一單相橋式整流濾波電路，知交流電源頻率有一單相橋式整流濾波電路，知交流電源頻率 f=50Hz，負載電阻，負載電阻 RL = 200，要求直流輸出電壓，要求直流輸出電壓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 UU A075020030212121LOOD.RUII uRLuo+C解：解：1. 選擇整流二極管選擇整流二極管25V1.230 21O .UU可選用二極管可選用二極管2CP11IOM =100mA UDRM =50V

8、例：例： 有一單相橋式整流濾波電路，知交流電源頻率有一單相橋式整流濾波電路，知交流電源頻率 f=50Hz，負載電阻，負載電阻 RL = 200，要求直流輸出電壓，要求直流輸出電壓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。取取 RLC = 5 T/2知知RL = 50S 05. 025015L CR uRLuo+C解：解：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=250F，耐壓為，耐壓為50V的極性電容器的極性電容器L uRLuo+C LC濾波適宜于電流較大、要求輸出電壓脈動較小濾波適宜于電流較大、要求輸

9、出電壓脈動較小的場所，用于高頻時更為適宜。的場所，用于高頻時更為適宜。 濾波效果比濾波效果比LC濾波器更好，濾波器更好，但二極管的沖但二極管的沖擊電流較大。擊電流較大。 比比 形形 LC 濾波器的體積濾波器的體積小、本錢低。小、本錢低。L uRLuo+C2+C1R uRLuo+C2+C1 R 愈大，愈大，C2愈大，濾波效果愈好。但愈大，濾波效果愈好。但R 大將使直大將使直流壓降添加，主要適用于負載電流較小而又要求輸流壓降添加，主要適用于負載電流較小而又要求輸出電壓脈動很小的場所。出電壓脈動很小的場所。N1N3C20.047FD2D3D4D12CZ12A4N2FU23A2000F/50V+C12

10、4VFU11A直流直流24V交流交流220V交直流收擴兩用機電源交直流收擴兩用機電源UO = UZ IR = IO + IZUIUZRL(IO) IR 設(shè)設(shè)UI一定，負載一定，負載RL變化變化UO 根本不變根本不變 IR (IRR) 根本不變根本不變 UO (UZ ) IZ +UIRL+CIOUO+uIRRDZIz限流調(diào)壓限流調(diào)壓穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路UO = UZ IR = IO + IZUIUZUI UZ UO 根本不變根本不變 IRR IZ IR +UIRL+CIOUO+uIRRDZIzZMOOIMmin IIRUU (1) UZ = UO(2) IZM= (1.5 3) ICM(3) UI = (2 3) UO(4) RIIUU ominZMOIM OMZOImin IIUU ZIIRUU OMOImin 當(dāng)由于電源電壓或負載電阻的變化使輸出電當(dāng)由于電源電壓或負載電阻的變化使輸