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1、二极管稳压(wn y)管及整流滤波稳压(wn y)电路演示文稿1页，共51页，星期一。优选二极管稳压管及整流滤波(lb)稳压电路2页，共51页，星期一。半导体半导体N型半导体型半导体P型半导体型半导体通过一定通过一定(ydng)的工艺，使半导体一部分是的工艺，使半导体一部分是P型，型，一部分一部分N型，则中间交接面形成型，则中间交接面形成PN结。结。PN结结PNPN结结3页，共51页，星期一。PN结的单向结的单向(dn xin)导电性导电性实验实验(shyn)PN+RIPN+RI 0PN结正向偏置时，导通电流大，电阻小，称结正向偏置时，导通电流大，电阻小，称导通导通PN结反向偏置时，导通电流小
2、，电阻大，称结反向偏置时，导通电流小，电阻大，称截止截止4页，共51页，星期一。二极管由二极管由PN结加上引出结加上引出(yn ch)线和壳体构成，线和壳体构成，P极引出线称正极，极引出线称正极，N极引出线称负极。符号为：极引出线称负极。符号为：+用万用表判别用万用表判别(pnbi)二极管的正二极管的正负极负极+ 黑黑红红0 黑黑 红红0 +5页，共51页，星期一。半导体二极管基本半导体二极管基本(jbn)结构结构(a) (a) 点接触型点接触型点接触型点接触型(b)(b)面接触面接触面接触面接触(jich)(jich)型型型型 结面积小、结面积小、结面积小、结面积小、结电容小、正结电容小、正
3、结电容小、正结电容小、正向电流小。用向电流小。用向电流小。用向电流小。用于检波和变频于检波和变频于检波和变频于检波和变频等高频电路。等高频电路。等高频电路。等高频电路。 结面积大、结面积大、结面积大、结面积大、正向电流大、正向电流大、正向电流大、正向电流大、结电容大，用结电容大，用结电容大，用结电容大，用于工频大电流于工频大电流于工频大电流于工频大电流整流电路。整流电路。整流电路。整流电路。(c) (c) 平面型平面型平面型平面型 用于集成电路制作工艺中。用于集成电路制作工艺中。用于集成电路制作工艺中。用于集成电路制作工艺中。PNPN结结面积可大可小，结结面积可大可小，结结面积可大可小，结结面
4、积可大可小，用于高频整流和开关电路中。用于高频整流和开关电路中。用于高频整流和开关电路中。用于高频整流和开关电路中。6页，共51页，星期一。二极管的伏安二极管的伏安(f n)特性曲线特性曲线二极管的伏安特性曲线指流过二极管的伏安特性曲线指流过二极管的电流二极管的电流(dinli)与二极管两端的与二极管两端的电压之间的关系。电压之间的关系。不同二极管的伏安特性曲线不同二极管的伏安特性曲线有差别，但形状相似：有差别，但形状相似：U（V）0.40.8-50-25-2080604020-40-60特点：非线性特点：非线性特点：非线性特点：非线性7页，共51页，星期一。当二极管正向当二极管正向(zhn
5、xin)偏置：偏置：死区死区:硅管约硅管约0.5V，锗管约，锗管约0.1V，正向，正向电流电流(dinli)非常小非常小,这一电压称死区电压这一电压称死区电压导通：导通：当正向电压低于某一值，当正向电压低于某一值，超过死区电压后超过死区电压后,电流在很大范围内变化，而电压电流在很大范围内变化，而电压变化很小。硅管约变化很小。硅管约0.6 0.7V，锗管约锗管约0.2 0.3V死区死区电压电压U（V）0.50.7-50-25-2080604020-40-608页，共51页，星期一。当二极管反向当二极管反向(fn xin)偏置偏置关断：关断：当二极管反向当二极管反向(fn xin)偏置偏置,反向反
6、向电流很小电流很小,锗管约几十锗管约几十 A,小功率硅管小于小功率硅管小于1 A击穿：击穿：当反向电压加大到某一值，当反向电压加大到某一值，反向电流突然急剧增大，反向电流突然急剧增大，二极管击穿烧坏。二极管击穿烧坏。U(V)0.40.8-50-25-2080604020-40-60反向击穿电反向击穿电压压U(BR)9页，共51页，星期一。伏安伏安(f n)特性特性死区死区电压电压(diny(diny) )反向击穿电反向击穿电压压U(BR)U（V）0.40.8-50-25-2080604020-40-60可见可见开关断开关断开关闭开关闭0导通死区关断击穿UU10页，共51页，星期一。正向正向(z
7、hn xin)压降为压降为0反向电阻无穷大反向电阻无穷大理想理想(lxing)二极管二极管11页，共51页，星期一。二极管的命名二极管的命名(mng mng)规则：规则：2 C P 10如何如何(rh)选用二极选用二极管管二极管的主要技术参数：二极管的主要技术参数：1）最大整流电流最大整流电流ICM： 二极管长期使用时二极管长期使用时,允许通过的允许通过的 最大正向平均电流。最大正向平均电流。2）反向工作峰值电压反向工作峰值电压URWM： 保证二极管不击穿而给出的反向电压峰值，保证二极管不击穿而给出的反向电压峰值， 一般为击穿电压的一般为击穿电压的1/2。2： 二极管二极管C： N型硅材料型硅
8、材料, A: P型锗材料型锗材料P： 普通型，普通型，K: 开关管，开关管，Z：整流管：整流管,W：稳压管：稳压管 10： 序号序号12页，共51页，星期一。电路电路电路电路(dinl)(dinl)如图，求：如图，求：如图，求：如图，求：U UABAB V V阳阳阳阳 = =6 V 6 V V V阴阴阴阴 = =12 V12 V V V阳阳阳阳VV阴阴阴阴 二极管导通二极管导通二极管导通二极管导通若忽略管压降，二极管可看作短路若忽略管压降，二极管可看作短路若忽略管压降，二极管可看作短路若忽略管压降，二极管可看作短路(dunl)(dunl)，U UABAB = = 6V6V否则，否则，否则，否则
9、， U UABAB低于低于低于低于6V6V一个管压降，为一个管压降，为一个管压降，为一个管压降，为6.36.3或或或或6.7V6.7V例例1： 取取取取 B B 点作参考点，断点作参考点，断点作参考点，断点作参考点，断开二极管，分析二极管开二极管，分析二极管开二极管，分析二极管开二极管，分析二极管阳极和阴极的电位。阳极和阴极的电位。阳极和阴极的电位。阳极和阴极的电位。 在这里，二极管起钳位作用。在这里，二极管起钳位作用。在这里，二极管起钳位作用。在这里，二极管起钳位作用。 D6V12V3k BAUAB+13页，共51页，星期一。u ui i 8V 8V，二极管导通，可看作短路，二极管导通，可看
10、作短路，二极管导通，可看作短路，二极管导通，可看作短路 u uo o = 8V = 8V u ui i 8V U UD1D1 D D2 2 优先导通，优先导通，优先导通，优先导通， D D1 1截止。截止。截止。截止。若忽略若忽略若忽略若忽略(hl)(hl)管压降，二极管可看作短路，管压降，二极管可看作短路，管压降，二极管可看作短路，管压降，二极管可看作短路，U UABAB = 0 V= 0 V例例3:D D1 1承受反向电压为承受反向电压为承受反向电压为承受反向电压为6 V6 V流过流过流过流过 D D2 2 的电流为的电流为的电流为的电流为求：求：求：求：U UABAB 在这里，在这里，在
11、这里，在这里， D D2 2 起钳起钳起钳起钳位作用，位作用，位作用，位作用， D D1 1起隔离起隔离起隔离起隔离作用。作用。作用。作用。 BD16V12V3k AD2UAB+15页，共51页，星期一。二极管的用途二极管的用途(yngt)(yngt)整流整流(zhngli)、检波、限幅、检波、限幅、钳位、开关、钳位、开关、元件保护、元件保护、温度补偿等。温度补偿等。16页，共51页，星期一。二极管整流二极管整流二极管整流二极管整流(zhngli)(zhngli)电路电路电路电路将交流电变为脉动的直流电的过程将交流电变为脉动的直流电的过程(guchng)，称，称整流整流利用二极管的单向导电性可
12、实现整流利用二极管的单向导电性可实现整流0tu变压变压ut0整流整流 分析时可把二极管当作理想元件处理：分析时可把二极管当作理想元件处理：分析时可把二极管当作理想元件处理：分析时可把二极管当作理想元件处理： 二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。17页，共51页，星期一。元器件：元器件：u2 为为正弦正弦(zhngxin)交流电源，交流电源，D 为二极管为二极管R 为负载电阻为负载电阻Tr 为变压器为变压器图中电流、电压图中电流、电压(diny)正方向为正弦交流电正半周的方向正方向为正弦交流电正半周的方向u0u2+Tr-DRL+-i0单相半波整
13、流电路单相半波整流电路u11. 1. 电路结构电路结构电路结构电路结构18页，共51页，星期一。uDO2. 2. 工作工作工作工作(gngzu)(gngzu)原理原理原理原理u u 正半周，正半周，正半周，正半周，V Va aVVb b，二极管二极管二极管二极管D D导通；导通；导通；导通；3. 3. 工作工作工作工作(gngzu)(gngzu)波波波波形形形形 +aTrDuoubRLiou tOuoO u u 负半周，负半周，负半周，负半周，V Va a V Vb b， 二极管二极管二极管二极管D D 截止截止截止截止 。+只有在交流的正半周，只有在交流的正半周，才有电流流过负载才有电流流过
14、负载19页，共51页，星期一。通过半波整流，负载上得到大小变化的单极性电压，称脉动电压，通过半波整流，负载上得到大小变化的单极性电压，称脉动电压，常用常用(chn yn)一个周期内脉动电压的平均值来描述脉动电压的大小一个周期内脉动电压的平均值来描述脉动电压的大小4 4 负载负载负载负载(fzi)(fzi)上电压电流的计算上电压电流的计算上电压电流的计算上电压电流的计算1.半波整流电压的半波整流电压的平均值为：平均值为：2.半波整流电流的半波整流电流的平均值为：平均值为：0uT20页，共51页，星期一。5 5 整流整流整流整流(zhngli)(zhngli)二极管的选择二极管的选择二极管的选择二
15、极管的选择二极管最大整流二极管最大整流(zhngli)电流电流 IOM ：反向工作峰值电压反向工作峰值电压URWM :(流过二极管的电流与负载电流相等流过二极管的电流与负载电流相等)(二极管承受的最高反向电压二极管承受的最高反向电压 = 二极管截止时端电压最大值二极管截止时端电压最大值)u2+Tr-DRL+-u0i021页，共51页，星期一。单相桥式全波整流单相桥式全波整流(zhngli)(zhngli)电路电路iD1= iD3 =iRuD1= uD3 =0uO= u2uD2= uD4 = -u2aD4D2D1D3RLu0u2+-+-i1bi2D1,D3导通导通 在在u的正半周：的正半周：aD
16、1RLD3b22页，共51页，星期一。uD2= uD4 =0uO= u2uD1= uD3 = -u2iD2= iD4 =iRaD4D2D1D3RLu0u2+-+-i1bi2 在在u的负半周的负半周: bD2RLD4a23页，共51页，星期一。aD4D2D1D3RLu0u2+-i1bi2 u0aD4D2D1D3RL+-i1bi2u2 u00i1uo uo,ioi2i1i22. 波形图波形图无论无论(wln)(wln)u正正/ /负半周，负载上均有方向相同的电流通过，称负半周，负载上均有方向相同的电流通过，称: :全波整流全波整流24页，共51页，星期一。3. 3. 负载负载负载负载(fzi)(fzi)上电压电流的计算上电压电流的计算上电压电流的计算上电压电流的计算全波整流时，负载上的电压全波整流时，负载上的电压(diny)是半波时的两倍是半波时的两倍u00i1uouo,ioi2i1i21.1.全波整流电压的平均值为：全波整流电压的平均值为：2.2.全波整流电流的平均值为：全波整流电流的平均值为：25页，共51页，星期一。4. 4. 整流整流整流整流(zhngli)(zhngli)二极管的
