第01章晶體二極管及整流電路

1、 HEP Powerpoint Design by Chen Zhenyuan電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)演示文稿中等職業(yè)教育國家規(guī)劃教材第一章 晶體二極管及整流電路 back陳振源主編1 1第一章 晶體二極管及整流電路 半導(dǎo)體的問世是在1948年，其核心是具有單向?qū)щ娦缘腜N結(jié)。在實際應(yīng)用中的二極管種類很多，用途也十分廣泛，掌握二極管的特性和應(yīng)用常識是本章的重點。在功率變換中，二極管的主要用途是構(gòu)成整流器，將交流電變換為直流電。 半導(dǎo)體的主要特性半導(dǎo)體的主要特性 晶體二極管晶體二極管 整流電路整流電路 濾波電路濾波電路 特種二極管及應(yīng)用特種二極管及應(yīng)用 本章小結(jié)本章小結(jié) HEP Powerpoint D

2、esign by Chen Zhenyuan電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)演示文稿中等職業(yè)教育國家規(guī)劃教材第一章 晶體二極管及整流電路 back陳振源主編2 2 第一節(jié)第一節(jié) 半導(dǎo)體的主要特性半導(dǎo)體的主要特性一、什么是半導(dǎo)體一、什么是半導(dǎo)體導(dǎo)體導(dǎo)體 容易傳導(dǎo)電流的物質(zhì)，如電纜的線芯所使用的銅、鋁等金屬。容易傳導(dǎo)電流的物質(zhì)，如電纜的線芯所使用的銅、鋁等金屬。絕緣體絕緣體 能夠可靠地隔絕電流的物質(zhì)，如電纜的包皮所使用的橡膠、塑能夠可靠地隔絕電流的物質(zhì)，如電纜的包皮所使用的橡膠、塑料等。料等。半導(dǎo)體 導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體與絕緣體之間的物質(zhì)，硅（導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體與絕緣體之間的物質(zhì)，硅（Si）、鍺（）、鍺（Ge）是最常見

3、的用于制造各種半導(dǎo)體器件的材料。是最常見的用于制造各種半導(dǎo)體器件的材料。二、電子技術(shù)的核心是半導(dǎo)體二、電子技術(shù)的核心是半導(dǎo)體摻雜性摻雜性 在純凈的半導(dǎo)體中摻入極其微量的雜質(zhì)元素，則它的導(dǎo)電能力在純凈的半導(dǎo)體中摻入極其微量的雜質(zhì)元素，則它的導(dǎo)電能力將大大增強。應(yīng)用摻雜技術(shù)可以制造出各種半導(dǎo)體元器件。將大大增強。應(yīng)用摻雜技術(shù)可以制造出各種半導(dǎo)體元器件。熱敏性熱敏性 溫度升高，將使半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力大大增強。溫度升高，將使半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力大大增強。光敏性光敏性 對半導(dǎo)體施于光線照射，光照越強，導(dǎo)電能力越強。對半導(dǎo)體施于光線照射，光照越強，導(dǎo)電能力越強。 HEP Powerpoint Design by

4、 Chen Zhenyuan電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)演示文稿中等職業(yè)教育國家規(guī)劃教材第一章 晶體二極管及整流電路 back陳振源主編3 3半導(dǎo)體材料硅有四個價電子，通過共價鍵結(jié)合起半導(dǎo)體材料硅有四個價電子，通過共價鍵結(jié)合起來，如圖所示。來，如圖所示。 在常溫下，大多數(shù)的價電子均被束縛在原子周在常溫下，大多數(shù)的價電子均被束縛在原子周圍，不易自由移動，所以導(dǎo)電能力也較弱圍，不易自由移動，所以導(dǎo)電能力也較弱。 半導(dǎo)體受熱或用光進行照射時，部分價電子獲得足半導(dǎo)體受熱或用光進行照射時，部分價電子獲得足夠的能量，得以掙脫共價鍵的束縛而成為自由電子和夠的能量，得以掙脫共價鍵的束縛而成為自由電子和空穴，空穴， 這就是

5、半導(dǎo)體具有熱敏性和光敏性的原因。這就是半導(dǎo)體具有熱敏性和光敏性的原因。 半導(dǎo)體晶體結(jié)構(gòu)示意圖 三、三、 P P型半導(dǎo)體和型半導(dǎo)體和N N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體 1 1P P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體 P型半導(dǎo)體是在純凈半導(dǎo)體硅或鍺中摻入硼、鋁等型半導(dǎo)體是在純凈半導(dǎo)體硅或鍺中摻入硼、鋁等3價元素。這類摻雜后導(dǎo)體價元素。這類摻雜后導(dǎo)體的特點是：空穴數(shù)量多，自由電子數(shù)量少，故又稱為空穴半導(dǎo)體。的特點是：空穴數(shù)量多，自由電子數(shù)量少，故又稱為空穴半導(dǎo)體。 2 2N N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體 N型半導(dǎo)體是在純凈半導(dǎo)體硅或鍺中摻入微量磷、砷等型半導(dǎo)體是在純凈半導(dǎo)體硅或鍺中摻入微量磷、砷等5價元素，這類雜質(zhì)半價元素，這類雜質(zhì)半導(dǎo)體

6、特點是：自由電子數(shù)量多，空穴數(shù)量少，故又稱為電子半導(dǎo)體。導(dǎo)體特點是：自由電子數(shù)量多，空穴數(shù)量少，故又稱為電子半導(dǎo)體。 HEP Powerpoint Design by Chen Zhenyuan電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)演示文稿中等職業(yè)教育國家規(guī)劃教材第一章 晶體二極管及整流電路 back陳振源主編4 4 第二節(jié)第二節(jié) 晶體二極管晶體二極管一、二極管的結(jié)構(gòu)與電路符號一、二極管的結(jié)構(gòu)與電路符號用于電視機、收音機、電源裝置等電子產(chǎn)品中的各種不同外形的二極管如下圖用于電視機、收音機、電源裝置等電子產(chǎn)品中的各種不同外形的二極管如下圖所示。二極管通常用塑料、玻璃或金屬材料作為封裝外殼，外殼上一般印有標記以所示。二

7、極管通常用塑料、玻璃或金屬材料作為封裝外殼，外殼上一般印有標記以便區(qū)別正負電極便區(qū)別正負電極。 HEP Powerpoint Design by Chen Zhenyuan電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)演示文稿中等職業(yè)教育國家規(guī)劃教材第一章 晶體二極管及整流電路 back陳振源主編5 5二極管的結(jié)構(gòu)如下圖所示，在二極管的結(jié)構(gòu)如下圖所示，在P P型與型與N N型半導(dǎo)體的交界面會形成一個具有特殊電性能的薄型半導(dǎo)體的交界面會形成一個具有特殊電性能的薄層，稱為層，稱為PNPN結(jié)。從結(jié)。從P P區(qū)引出的電極作為正極，從區(qū)引出的電極作為正極，從N N區(qū)引出的電極作為負極。區(qū)引出的電極作為負極。 二極管基本結(jié)構(gòu) 二極管圖

8、形符號二、二極管的導(dǎo)電特性二、二極管的導(dǎo)電特性1.1.觀察二極管的導(dǎo)電特性觀察二極管的導(dǎo)電特性 圖（圖（a） 圖（圖（b）按圖（按圖（a a）連接電路，此時小燈泡亮，表示二極管加正向電壓而導(dǎo)通。）連接電路，此時小燈泡亮，表示二極管加正向電壓而導(dǎo)通。按圖（按圖（b b）連接電路，此時小燈泡不亮，表示二極管加反向電壓而截止。）連接電路，此時小燈泡不亮，表示二極管加反向電壓而截止。通過觀察以上實驗證實，二極管具有單向?qū)щ娦?。通過觀察以上實驗證實，二極管具有單向?qū)щ娦浴?HEP Powerpoint Design by Chen Zhenyuan電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)演示文稿中等職業(yè)教育國家規(guī)劃教材第一章

9、晶體二極管及整流電路 back陳振源主編6 62.2.二極管主要特性曲線二極管主要特性曲線二極管的電流二極管的電流iD與加在二極管兩端的電壓與加在二極管兩端的電壓vD的關(guān)系曲線，稱為二極管伏安特性曲的關(guān)系曲線，稱為二極管伏安特性曲線。線。（1 1）正向特性）正向特性 死區(qū)死區(qū) 當(dāng)二極管外加正向電壓較小時，正當(dāng)二極管外加正向電壓較小時，正向電流幾乎為零。向電流幾乎為零。 正向?qū)▍^(qū)正向?qū)▍^(qū) 當(dāng)二極管正向電壓大于死區(qū)當(dāng)二極管正向電壓大于死區(qū)電壓電壓Vth時，電流隨電壓增加，二極管處于導(dǎo)通時，電流隨電壓增加，二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)。狀態(tài)。 導(dǎo)通電壓導(dǎo)通電壓 硅硅二極管約為二極管約為0.7V，鍺二極管，

10、鍺二極管約為約為0.3V。（2 2）反向特性）反向特性 反向截止區(qū)反向截止區(qū) 當(dāng)二極管承受的反向電壓當(dāng)二極管承受的反向電壓未達到擊穿電壓未達到擊穿電壓V（BR）時，二極管呈時，二極管呈現(xiàn)很大電阻。現(xiàn)很大電阻。 反向擊穿區(qū)反向擊穿區(qū) 當(dāng)二極管承受的反向電壓已達到擊穿電壓當(dāng)二極管承受的反向電壓已達到擊穿電壓V（BR）時，反向電流時，反向電流急劇增加，該現(xiàn)象稱為二極管反向擊穿。急劇增加，該現(xiàn)象稱為二極管反向擊穿。二極管伏安特性曲線 HEP Powerpoint Design by Chen Zhenyuan電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)演示文稿中等職業(yè)教育國家規(guī)劃教材第一章 晶體二極管及整流電路 back陳振源主

11、編7 72AP1 二極管 N型鍺材料 普通管 器件序號二極管型號的讀識 三、二極管器件手冊的使用三、二極管器件手冊的使用1 1二極管型號二極管型號 國產(chǎn)二極管的型號由五部分組成。國產(chǎn)二極管的型號由五部分組成。 第一部分是數(shù)字第一部分是數(shù)字“2”，表示二極管。，表示二極管。 第二部分是用拼音字母表示管子的材料。第二部分是用拼音字母表示管子的材料。 AN型鍺材料，型鍺材料，BP型鍺材料，型鍺材料， CN型硅材料，型硅材料，DP型硅材料。型硅材料。 第三部分是用拼音字母表示管子的類型。第三部分是用拼音字母表示管子的類型。第四部分用數(shù)字表示器件的序號。第四部分用數(shù)字表示器件的序號。 第五部分用拼音字母

12、表示規(guī)格號。第五部分用拼音字母表示規(guī)格號。 HEP Powerpoint Design by Chen Zhenyuan電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)演示文稿中等職業(yè)教育國家規(guī)劃教材第一章 晶體二極管及整流電路 back陳振源主編8 82.2.二極管的主要參數(shù)二極管的主要參數(shù)最大最大整流電流整流電流IFM：是管子長期運行時允許通過的最大正向平均電流。是管子長期運行時允許通過的最大正向平均電流。最高反向工作電壓最高反向工作電壓VRM ：又稱額定工作電壓，它是保證二極管不至于反向擊穿而規(guī)定的又稱額定工作電壓，它是保證二極管不至于反向擊穿而規(guī)定的最高反向電壓。最高反向電壓。 反向飽和電流反向飽和電流IR ：它指管

13、子未進入擊穿區(qū)的反向電流，其值越小，則管子的單向?qū)щ娝腹茏游催M入擊穿區(qū)的反向電流，其值越小，則管子的單向?qū)щ娦栽胶谩Ｐ栽胶?。最高工作頻率最高工作頻率fM ：是保證管子正常工作的最高頻率。是保證管子正常工作的最高頻率。 實際工作中一般從兩個方面使用二極管器件手冊：實際工作中一般從兩個方面使用二極管器件手冊：已知二極管的型號查找其器件用途和主要參數(shù)，這常用于對已知型號的二極已知二極管的型號查找其器件用途和主要參數(shù)，這常用于對已知型號的二極管進行分析，看是否滿足電路要求。管進行分析，看是否滿足電路要求。根據(jù)使用的要求，選用二極管型號。例如當(dāng)設(shè)備中的二極管壞了，如沒有同根據(jù)使用的要求，選用二極管型號

14、。例如當(dāng)設(shè)備中的二極管壞了，如沒有同型號的管子更換，應(yīng)查看手冊，選用三項主要參數(shù)型號的管子更換，應(yīng)查看手冊，選用三項主要參數(shù)IFM 、VRM、fM滿足要求的其它型滿足要求的其它型號二極管代用。號二極管代用。用工程應(yīng) HEP Powerpoint Design by Chen Zhenyuan電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)演示文稿中等職業(yè)教育國家規(guī)劃教材第一章 晶體二極管及整流電路 back陳振源主編9 93 3二極管的選用二極管的選用 按材料分類，二極管主要有鍺二極管和硅二極管兩大類。前者內(nèi)部多為點接按材料分類，二極管主要有鍺二極管和硅二極管兩大類。前者內(nèi)部多為點接觸型結(jié)構(gòu)，允許的工作溫度較低，只能在觸型結(jié)

15、構(gòu)，允許的工作溫度較低，只能在100以下工作；后者內(nèi)部多為面接觸型或以下工作；后者內(nèi)部多為面接觸型或平面型結(jié)構(gòu)，允許的工作溫度較高，有的可達平面型結(jié)構(gòu)，允許的工作溫度較高，有的可達150200。 普通二極管（如普通二極管（如2AP等系列）的等系列）的IFM較小，較小，fM一般較高，主要用于信號檢測、一般較高，主要用于信號檢測、取樣、小電流整流等。取樣、小電流整流等。 整流二極管（整流二極管（2CZ、2DZ等系列）的等系列）的IFM較大，較大，fM很低，廣泛使用在各種電源很低，廣泛使用在各種電源設(shè)備中作整流元件。設(shè)備中作整流元件。穩(wěn)壓二極管（穩(wěn)壓二極管（2CW、2DW）用在各種穩(wěn)壓電源和晶閘管電

16、路中。）用在各種穩(wěn)壓電源和晶閘管電路中。開關(guān)二極管（開關(guān)二極管（2AK、2CK等系列）一般等系列）一般IFM較小，較小，fM較高，用于數(shù)字電路和控較高，用于數(shù)字電路和控制電路中。制電路中。 HEP Powerpoint Design by Chen Zhenyuan電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)演示文稿中等職業(yè)教育國家規(guī)劃教材第一章 晶體二極管及整流電路 back陳振源主編10104 4二極管的簡易測量二極管的簡易測量 將萬用表撥到電阻擋的將萬用表撥到電阻擋的R100或或R1k，將萬用表的紅、黑表筆分別接在二，將萬用表的紅、黑表筆分別接在二極管兩端，若測得電阻比較小極管兩端，若測得電阻比較小(幾千歐以下幾千

17、歐以下)，再將紅、黑表筆對調(diào)后連接在二極管，再將紅、黑表筆對調(diào)后連接在二極管兩端，而測得的電阻比較大兩端，而測得的電阻比較大(幾百千歐幾百千歐)，說明二極管具有單向?qū)щ娦?，質(zhì)量良好。，說明二極管具有單向?qū)щ娦裕|(zhì)量良好。測得電阻小的那一次黑表筆接的是二極管的正極。測得電阻小的那一次黑表筆接的是二極管的正極。 測量正向電阻 測量反向電阻 如果測得二極管的正、反向電阻都很小，甚至為零，表示管子內(nèi)部已短路。如果測得二極管的正、反向電阻都很小，甚至為零，表示管子內(nèi)部已短路。如果測得二極管的正、反向電阻都很大，則表示管子內(nèi)部已斷路。如果測得二極管的正、反向電阻都很大，則表示管子內(nèi)部已斷路。 HEP Po

18、werpoint Design by Chen Zhenyuan電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)演示文稿中等職業(yè)教育國家規(guī)劃教材第一章 晶體二極管及整流電路 back陳振源主編1111第三節(jié)第三節(jié) 整流電路整流電路整流電路的功能是將交流電轉(zhuǎn)換成脈動直流電。整流電路的功能是將交流電轉(zhuǎn)換成脈動直流電。一、半波整流電路一、半波整流電路單相半波整流電路由整流二極管、電源變壓器和負載單相半波整流電路由整流二極管、電源變壓器和負載RL構(gòu)成。構(gòu)成。 半波整流原理電路圖1 1整流原理整流原理當(dāng)當(dāng)v2為正半周時，二極管為正半周時，二極管V承受正向電壓而導(dǎo)通，在負載承受正向電壓而導(dǎo)通，在負載RL上獲得上正下負電上獲得上正下負電壓

19、壓vL。 當(dāng)當(dāng)v2為負半周時，二極管為負半周時，二極管V承受反向電壓而截止，負載承受反向電壓而截止，負載RL上的電壓上的電壓vL=0。 半波整流電路波形 HEP Powerpoint Design by Chen Zhenyuan電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)演示文稿中等職業(yè)教育國家規(guī)劃教材第一章 晶體二極管及整流電路 back陳振源主編12122 2負載上的直流電壓和電流負載上的直流電壓和電流負載上的直流電壓負載上的直流電壓： VL=0.9V2 負載上的直流電流負載上的直流電流： 半波整流電路的變壓器選用：次級電壓半波整流電路的變壓器選用：次級電壓V2=VL/0.45，額定功率，額定功率P應(yīng)大于負載應(yīng)大于

20、負載功率。功率。半波整流二極管的選用：最高反向工作電壓半波整流二極管的選用：最高反向工作電壓VRM不低于輸入交流電的峰值電不低于輸入交流電的峰值電壓壓V2，額定電流不低于負載上的直流電流，額定電流不低于負載上的直流電流IL。半波整流電路的優(yōu)點是電路簡單，使用的元件少。但它的明顯缺點是輸出電半波整流電路的優(yōu)點是電路簡單，使用的元件少。但它的明顯缺點是輸出電壓脈動很大，效率低，所以只能應(yīng)用在對直流電壓波動要求不高的場合，如蓄電池壓脈動很大，效率低，所以只能應(yīng)用在對直流電壓波動要求不高的場合，如蓄電池的充電等。的充電等。LRVV2L9 .0用工程應(yīng) HEP Powerpoint Design by

21、Chen Zhenyuan電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)演示文稿中等職業(yè)教育國家規(guī)劃教材第一章 晶體二極管及整流電路 back陳振源主編1313 二、橋式整流電路二、橋式整流電路 1 1電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu) 單相橋式整流電路由電源變壓器單相橋式整流電路由電源變壓器T、整流二極管、整流二極管VlV4和負載和負載RL組成。組成。 橋式整流原理電路圖 2 2整流原理整流原理 v2為正半周時，為正半周時，Vl和和V3正偏導(dǎo)通，正偏導(dǎo)通，V2、V4受到反向電壓而截止。單向脈動電受到反向電壓而截止。單向脈動電流的流向為：流的流向為：A端端V1RLV3B端，端，RL上的脈動電壓極性為上正下上的脈動電壓極性為上正下負負 。 v

22、2為負半周時，為負半周時，V2、V4正偏導(dǎo)通，正偏導(dǎo)通，V1、V3受到反向電壓而截止。單向脈動電受到反向電壓而截止。單向脈動電流的電流流向為：流的電流流向為：B端端V2RLV4A端，端，RL上的脈動電壓極性仍為上正下負。上的脈動電壓極性仍為上正下負。輸出電壓波形輸入電壓波形 HEP Powerpoint Design by Chen Zhenyuan電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)演示文稿中等職業(yè)教育國家規(guī)劃教材第一章 晶體二極管及整流電路 back陳振源主編14143 3負載上的直流電壓和電流負載上的直流電壓和電流負載上的直流電壓負載上的直流電壓： VL=0.9V2 負載上的直流電流負載上的直流電流：橋式整

23、流電路變壓器的選用：次級電壓橋式整流電路變壓器的選用：次級電壓V2=VL/0.9，額定功率，額定功率P應(yīng)大于負載功應(yīng)大于負載功率。率。橋式整流二極管的選用：最高反向工作電壓橋式整流二極管的選用：最高反向工作電壓VRM不低于輸入交流電的峰值電不低于輸入交流電的峰值電壓壓V2，最大整流電流，最大整流電流IFM不低于負載上的直流電流不低于負載上的直流電流IL。橋式整流電路中的二極管極性不允許接錯，否則會造成二極管或變壓器過電橋式整流電路中的二極管極性不允許接錯，否則會造成二極管或變壓器過電流而損壞。流而損壞。要獲得負極性的直流脈動電源，只要將要獲得負極性的直流脈動電源，只要將4個二極管的極性都對調(diào)即

24、可。個二極管的極性都對調(diào)即可。LRVV2L9.0用工程應(yīng) HEP Powerpoint Design by Chen Zhenyuan電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)演示文稿中等職業(yè)教育國家規(guī)劃教材第一章 晶體二極管及整流電路 back陳振源主編1515 4 4整流橋堆的應(yīng)用整流橋堆的應(yīng)用 將若干只整流二極管用絕緣瓷、環(huán)氧樹脂等外殼封裝成一體就制成整流堆，常將若干只整流二極管用絕緣瓷、環(huán)氧樹脂等外殼封裝成一體就制成整流堆，常見的有半橋和全橋整流堆。見的有半橋和全橋整流堆。 整流橋堆 整流橋堆的實際接線圖 整流硅堆的主要參數(shù)是最高反向電壓和最大整流電流，在選用硅堆時，也主要整流硅堆的主要參數(shù)是最高反向電壓和最大

25、整流電流，在選用硅堆時，也主要是根據(jù)電路具體要求來選擇這二個參數(shù)。是根據(jù)電路具體要求來選擇這二個參數(shù)。 HEP Powerpoint Design by Chen Zhenyuan電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)演示文稿中等職業(yè)教育國家規(guī)劃教材第一章 晶體二極管及整流電路 back陳振源主編1616第四節(jié)第四節(jié) 濾波電路濾波電路將脈動直流電中的交流成分濾除掉，這一過程稱為濾波。將脈動直流電中的交流成分濾除掉，這一過程稱為濾波。一、電容濾波器一、電容濾波器電容濾波器是在負載的兩端并聯(lián)一個電容構(gòu)成的。電容濾波器是在負載的兩端并聯(lián)一個電容構(gòu)成的。半波整流接濾波電容 橋式整流接濾波電容 HEP Powerpoint

26、Design by Chen Zhenyuan電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)演示文稿中等職業(yè)教育國家規(guī)劃教材第一章 晶體二極管及整流電路 back陳振源主編17171 1觀測電容濾波情況觀測電容濾波情況在未在未接濾波電容接濾波電容C時，負載時，負載RL上的電壓波形如圖中的虛線所示。當(dāng)在負載上的電壓波形如圖中的虛線所示。當(dāng)在負載RL的兩的兩端并聯(lián)濾波電容端并聯(lián)濾波電容C后，輸出波形就如圖中的實線所示。顯然，加上濾波器后的輸出電后，輸出波形就如圖中的實線所示。顯然，加上濾波器后的輸出電壓脈動程度明顯減小壓脈動程度明顯減小了。了。2 2濾波原理濾波原理（以（以半波整流電路為例）半波整流電路為例）（1）在輸入電壓上

27、升超過電容端電壓時，整流二極管）在輸入電壓上升超過電容端電壓時，整流二極管V正向?qū)?，向濾波電容正向?qū)ǎ驗V波電容C迅速充電迅速充電(同時向負載供電同時向負載供電)，電容，電容C 兩端電壓兩端電壓vc與與v2同步上升，并達到同步上升，并達到v2的峰值。的峰值。（2）在輸入電壓下降到低于電容兩端電壓時，整流二極管）在輸入電壓下降到低于電容兩端電壓時，整流二極管V反向截止。電容放反向截止。電容放電維持了負載電維持了負載RL的電流。由于的電流。由于RL的阻值遠大于二極管的正向內(nèi)阻，所以放電很慢，的阻值遠大于二極管的正向內(nèi)阻，所以放電很慢，電容電容C兩端電壓兩端電壓VC下降緩慢下降緩慢。 半波整流電

28、容濾波的輸出波形 橋式整流電容濾波的輸出波形 HEP Powerpoint Design by Chen Zhenyuan電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)演示文稿中等職業(yè)教育國家規(guī)劃教材第一章 晶體二極管及整流電路 back陳振源主編18183 3電容濾波器的特點電容濾波器的特點（1）在電容濾波電路中，）在電容濾波電路中，C 的容量或的容量或RL的阻值越大，濾波電容的阻值越大，濾波電容C放電越慢，輸出的直流放電越慢，輸出的直流電壓就越大，濾波效果也越好。反之，電壓就越大，濾波效果也越好。反之，C 的容量或的容量或RL的阻值越小，輸出電壓低且濾波效果差。的阻值越小，輸出電壓低且濾波效果差。（2）在采用大容量的濾

29、波電容時，接通電源的瞬間充電電流特別大，因此電容濾波器不）在采用大容量的濾波電容時，接通電源的瞬間充電電流特別大，因此電容濾波器不適用于負載電流較大的場合。適用于負載電流較大的場合。橋式整流電路變壓器的選用：次級電壓橋式整流電路變壓器的選用：次級電壓V2=VL/0.9，額定功率，額定功率P應(yīng)大于負載功應(yīng)大于負載功率。率。橋式整流二極管的選用：最高反向工作電壓橋式整流二極管的選用：最高反向工作電壓VRM不低于輸入交流電的峰值電不低于輸入交流電的峰值電壓壓V2，最大整流電流，最大整流電流IFM不低于負載上的直流電流不低于負載上的直流電流IL。橋式整流電路中的二極管極性不允許接錯，否則會造成二極管或

30、變壓器過電橋式整流電路中的二極管極性不允許接錯，否則會造成二極管或變壓器過電流而損壞。流而損壞。要獲得負極性的直流脈動電源，只要將要獲得負極性的直流脈動電源，只要將4個二極管的極性都對調(diào)即可。個二極管的極性都對調(diào)即可。 用工程應(yīng) HEP Powerpoint Design by Chen Zhenyuan電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)演示文稿中等職業(yè)教育國家規(guī)劃教材第一章 晶體二極管及整流電路 back陳振源主編1919二、電感濾波器二、電感濾波器1 1電路構(gòu)成電路構(gòu)成 電感濾波電路中電感濾波電路中電感電感L與負載與負載RL串聯(lián)，它是利用通過電感的電流不能突變的特性串聯(lián)，它是利用通過電感的電流不能突變的特性

31、來實現(xiàn)濾波。來實現(xiàn)濾波。2 2濾波原理濾波原理從能量的觀點來看，電感是一個儲能元件，當(dāng)電流增加時，電感線圈產(chǎn)從能量的觀點來看，電感是一個儲能元件，當(dāng)電流增加時，電感線圈產(chǎn)生自感電動勢阻止電流的增加，同時將一部分電能轉(zhuǎn)化為磁場能量；當(dāng)電生自感電動勢阻止電流的增加，同時將一部分電能轉(zhuǎn)化為磁場能量；當(dāng)電流減小時，電感線圈便釋放能量，阻止電流減小。因此通過負載流減小時，電感線圈便釋放能量，阻止電流減小。因此通過負載R RL L的電流脈的電流脈動成分受到抑制而變得平滑。動成分受到抑制而變得平滑。 電感濾波電路 電感濾波輸出電壓波形 HEP Powerpoint Design by Chen Zhenyu

32、an電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)演示文稿中等職業(yè)教育國家規(guī)劃教材第一章 晶體二極管及整流電路 back陳振源主編20203 3電路特點電路特點一般情況下，電感值一般情況下，電感值L L愈大，濾波效果愈好。但電感的體積變大、成本上升，且愈大，濾波效果愈好。但電感的體積變大、成本上升，且輸出電壓會下降，所以濾波電感常取幾亨到幾十亨。輸出電壓會下降，所以濾波電感常取幾亨到幾十亨。三、復(fù)式濾波器三、復(fù)式濾波器復(fù)式濾波器是由電感、電容或電阻、復(fù)式濾波器是由電感、電容或電阻、電容組合起來的多節(jié)濾波器電容組合起來的多節(jié)濾波器。1 1L L型濾波器型濾波器在濾波電容在濾波電容C之前串接一個鐵芯電感之前串接一個鐵芯電感L，

33、這樣就組成了，這樣就組成了L型濾波器。脈動直流電型濾波器。脈動直流電壓經(jīng)過電感時，交流成分大部分都降落在電感線圈壓經(jīng)過電感時，交流成分大部分都降落在電感線圈L上，再經(jīng)電容上，再經(jīng)電容C濾波，把交流成濾波，把交流成分進一步濾除，就可在負載上得到更加平滑的直流電壓。分進一步濾除，就可在負載上得到更加平滑的直流電壓。 L型濾波器 HEP Powerpoint Design by Chen Zhenyuan電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)演示文稿中等職業(yè)教育國家規(guī)劃教材第一章 晶體二極管及整流電路 back陳振源主編21212 2型濾波器型濾波器C-型濾波器型濾波器 在在L型濾波器的輸入端再并聯(lián)一個電容，這就形成了型

34、濾波器的輸入端再并聯(lián)一個電容，這就形成了LC-型濾波型濾波器，如左下圖所示。器，如左下圖所示。RC-型濾波器型濾波器 在電流較小、濾波要求不高的情況下，常用電阻在電流較小、濾波要求不高的情況下，常用電阻R代替代替型濾波型濾波器的電感器的電感L，構(gòu)成，構(gòu)成RC-型濾波器。型濾波器。 LC型濾波器 RC型濾波器 HEP Powerpoint Design by Chen Zhenyuan電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)演示文稿中等職業(yè)教育國家規(guī)劃教材第一章 晶體二極管及整流電路 back陳振源主編2222第五節(jié)第五節(jié) 特種二極管及應(yīng)用特種二極管及應(yīng)用 一、穩(wěn)壓管一、穩(wěn)壓管 1 1工作特性及應(yīng)用工作特性及應(yīng)用 穩(wěn)壓

35、管又稱齊納二極管，實物外形見下圖。通常用文字穩(wěn)壓管又稱齊納二極管，實物外形見下圖。通常用文字“V”代表，它是一種代表，它是一種用特殊工藝制造的硅二極管，只要反向電流不超過極限電流，管子工作在擊穿區(qū)并用特殊工藝制造的硅二極管，只要反向電流不超過極限電流，管子工作在擊穿區(qū)并不會損壞，屬可逆擊穿，這與普通二極管破壞性擊穿是截然不同的。穩(wěn)壓管工作在不會損壞，屬可逆擊穿，這與普通二極管破壞性擊穿是截然不同的。穩(wěn)壓管工作在反向反向擊穿區(qū)域時，利用其陡峭的反向擊穿特性在電路中起穩(wěn)定電壓作用。擊穿區(qū)域時，利用其陡峭的反向擊穿特性在電路中起穩(wěn)定電壓作用。 穩(wěn)壓管的外形 電路符號 HEP Powerpoint D

36、esign by Chen Zhenyuan電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)演示文稿中等職業(yè)教育國家規(guī)劃教材第一章 晶體二極管及整流電路 back陳振源主編2323穩(wěn)壓管的伏安特性曲線如的正向特穩(wěn)壓管的伏安特性曲線如的正向特性與普通二極管相同。性與普通二極管相同。 反向特性曲線在擊穿區(qū)域比普通二反向特性曲線在擊穿區(qū)域比普通二極管更陡直，這表明穩(wěn)壓管擊穿后，通極管更陡直，這表明穩(wěn)壓管擊穿后，通過管子的電流變化過管子的電流變化(Iz)很大，而管子兩很大，而管子兩端電壓變化端電壓變化(Vz)很小，或說管子兩端很小，或說管子兩端電壓基本保持一個固定值。電壓基本保持一個固定值。 穩(wěn)壓管在電路中主要功能是起穩(wěn)壓穩(wěn)壓管在電

37、路中主要功能是起穩(wěn)壓作用。作用。穩(wěn)壓管的伏安特性曲線正向特性擊穿特性 HEP Powerpoint Design by Chen Zhenyuan電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)演示文稿中等職業(yè)教育國家規(guī)劃教材第一章 晶體二極管及整流電路 back陳振源主編24242 2穩(wěn)壓管主要參數(shù)穩(wěn)壓管主要參數(shù)穩(wěn)定電壓VZ 指穩(wěn)壓管的反向擊穿電壓。指穩(wěn)壓管的反向擊穿電壓。穩(wěn)定電流IZ 指管子在正常工作時的參考電流值，其值在穩(wěn)壓區(qū)域的最大電流指管子在正常工作時的參考電流值，其值在穩(wěn)壓區(qū)域的最大電流IZmax與最小電流與最小電流IZmin之間。當(dāng)流過管子的電流小于之間。當(dāng)流過管子的電流小于IZmin時管子不能起穩(wěn)壓作用。時管

38、子不能起穩(wěn)壓作用。最大穩(wěn)定電流IZmax 指穩(wěn)壓管最大工作電流，超過指穩(wěn)壓管最大工作電流，超過Izmax耗散功率PZM 指管子不致因熱擊穿而損壞的最大耗散功率。它近似等于穩(wěn)定指管子不致因熱擊穿而損壞的最大耗散功率。它近似等于穩(wěn)定電壓與最大穩(wěn)定電流的乘積，即電壓與最大穩(wěn)定電流的乘積，即PZM=VZIZmax。動態(tài)電阻rZ 反映穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓性能，動態(tài)電阻越小，穩(wěn)壓性能越好。反映穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓性能，動態(tài)電阻越小，穩(wěn)壓性能越好。 溫度系數(shù)k 溫度系數(shù)反映由溫度變化引起的穩(wěn)定電壓變化。溫度系數(shù)反映由溫度變化引起的穩(wěn)定電壓變化。 HEP Powerpoint Design by Chen Zhenyuan電

39、子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)演示文稿中等職業(yè)教育國家規(guī)劃教材第一章 晶體二極管及整流電路 back陳振源主編2525二、發(fā)光二極管二、發(fā)光二極管 發(fā)光二極管是一種把電能變成光能的半導(dǎo)體器件。發(fā)光二極管由磷化鎵、砷化發(fā)光二極管是一種把電能變成光能的半導(dǎo)體器件。發(fā)光二極管由磷化鎵、砷化鎵等半導(dǎo)體材料制成，電路符號和實物照片見下圖。鎵等半導(dǎo)體材料制成，電路符號和實物照片見下圖。 當(dāng)給發(fā)光二極管加上偏壓，有一定的電流流過時二極管就會發(fā)光，這是由于當(dāng)給發(fā)光二極管加上偏壓，有一定的電流流過時二極管就會發(fā)光，這是由于PNPN結(jié)的電子與空穴直接復(fù)合放出能量的結(jié)果。發(fā)光二極管的種類很多，按發(fā)光的顏色結(jié)的電子與空穴直接復(fù)合放出

40、能量的結(jié)果。發(fā)光二極管的種類很多，按發(fā)光的顏色可分為：紅色、藍色、黃色、綠色，還有三色變色發(fā)光二極管和眼睛看不見的紅外可分為：紅色、藍色、黃色、綠色，還有三色變色發(fā)光二極管和眼睛看不見的紅外光二極管；按外形可分為：圓形、方形等。光二極管；按外形可分為：圓形、方形等。 發(fā)光二極管電路符號 發(fā)光二極管實物圖 HEP Powerpoint Design by Chen Zhenyuan電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)演示文稿中等職業(yè)教育國家規(guī)劃教材第一章 晶體二極管及整流電路 back陳振源主編2626 三、光電二極管三、光電二極管 光電二極管又稱為光敏二極管。光電二極管也是由光電二極管又稱為光敏二極管。光電二極管

41、也是由一個一個PN結(jié)構(gòu)成，但是它的結(jié)構(gòu)成，但是它的PN結(jié)面積較結(jié)面積較大，通過管殼上的一個玻璃窗口來接收入射光。大，通過管殼上的一個玻璃窗口來接收入射光。 當(dāng)沒有光照射時反向電阻很大，反向電流很??；當(dāng)有光照射時，反向電阻減小，反向電流當(dāng)沒有光照射時反向電阻很大，反向電流很?。划?dāng)有光照射時，反向電阻減小，反向電流增大。增大。 光電二極管電路符號 光電二極管元件外形 發(fā)光二極管應(yīng)用電路如下圖所示。發(fā)光二極管應(yīng)用電路如下圖所示。 6V直流電壓指示 220V交流電指示 HEP Powerpoint Design by Chen Zhenyuan電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)演示文稿中等職業(yè)教育國家規(guī)劃教材第一章 晶

42、體二極管及整流電路 back陳振源主編2727 四、無引線片狀二極管四、無引線片狀二極管 無引線片狀二極管無引線片狀二極管焊點處于元件的兩端，在目前的電子產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用，焊點處于元件的兩端，在目前的電子產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用，其特點是體積小、重量輕、高頻性能好、形狀簡單、尺寸標準化，便于自動化裝配。其特點是體積小、重量輕、高頻性能好、形狀簡單、尺寸標準化，便于自動化裝配。 1.1.肖特基二極管肖特基二極管 常見的肖特基二極管封裝形式主要有兩種：一種是片狀二腳封裝，見圖（常見的肖特基二極管封裝形式主要有兩種：一種是片狀二腳封裝，見圖（a）；）；另一類為片狀另一類為片狀SOT-23封裝（封裝（MM

43、BD），見圖（），見圖（b）。）。 2.2.穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管 片狀穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值在片狀穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值在230V，額定功率為，額定功率為0.5W的穩(wěn)壓管其封裝多采用的穩(wěn)壓管其封裝多采用SOT-23形式，額定功率為形式，額定功率為1W多采用多采用SOT-89（1W）封裝，見圖（）封裝，見圖（c）。）。 圖（a） 圖（b） 圖（c） HEP Powerpoint Design by Chen Zhenyuan電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)演示文稿中等職業(yè)教育國家規(guī)劃教材第一章 晶體二極管及整流電路 back陳振源主編28283.3.開關(guān)二極管開關(guān)二極管 該類管子運用于數(shù)字脈沖電路及電子開關(guān)電路，片狀開

44、關(guān)管分為單開關(guān)該類管子運用于數(shù)字脈沖電路及電子開關(guān)電路，片狀開關(guān)管分為單開關(guān)二極管和復(fù)合開關(guān)二極管兩大類二極管和復(fù)合開關(guān)二極管兩大類 4 4復(fù)合二極管復(fù)合二極管 “復(fù)合二極管復(fù)合二極管”是指在一個封裝內(nèi)，包含有是指在一個封裝內(nèi)，包含有2 2個以上的二極管，以滿足個以上的二極管，以滿足不同的電路工作要求，同時可縮小元器件的數(shù)量和體積，復(fù)合二極管的組不同的電路工作要求，同時可縮小元器件的數(shù)量和體積，復(fù)合二極管的組合形式有：共陰極式、共陽極式、串聯(lián)式和獨立式等類型，如下圖所示。合形式有：共陰極式、共陽極式、串聯(lián)式和獨立式等類型，如下圖所示。 復(fù)合二極管的組合形式 HEP Powerpoint Design by Chen Zhenyuan電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)演示文稿中等職業(yè)教育國家規(guī)劃教材第一章 晶體二極管及整流電路 back陳振源主編2929 1.半導(dǎo)體具有熱敏性、光敏性和摻雜性，因而成為制造電子元器件的關(guān)鍵材料。 2.二極管是由一個P