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1、引言引言 电子技术电子技术是研究电子器件、电子电路及其应用是研究电子器件、电子电路及其应用的科学。的科学。 电子技术作为一门学科，诞生至今仅有百年电子技术作为一门学科，诞生至今仅有百年的历史，但其发展的速度、应用的广度和深度，的历史，但其发展的速度、应用的广度和深度，远远超过了其它任何学科。远远超过了其它任何学科。 特别是电子技术为当代信息作业提供了强有力特别是电子技术为当代信息作业提供了强有力的技术手段，如计算机、通讯、广播电视、自动的技术手段，如计算机、通讯、广播电视、自动控制、遥感遥测等，从而使人类跨入了信息时代。控制、遥感遥测等，从而使人类跨入了信息时代。*1极管及直流电源优秀课件极管
2、及直流电源优秀课件 以电子器件的发展为主线，电子技术的发展，以电子器件的发展为主线，电子技术的发展，经历了下列历程：经历了下列历程：电子管电子管晶体管晶体管小规模集成电路小规模集成电路中大规模集成中大规模集成*电路电路超大规模集成电路超大规模集成电路可编程集成器件可编程集成器件1906年年，福福雷雷斯斯特特等等发发明明了了电电子子管管；电电子子管管体体积积大大、重重量量重重、耗耗电电大大、寿寿命命短短。世世界界上上第第一一台台计计算算机机用用了了1.8万万只只电电子子管管，占占地地170平平方方米米，电电子子管管目目前前仅仅在在一一些些大大功功率率发发射射装装置中使用。置中使用。1948年，肖
3、克利等发明了晶体管，年，肖克利等发明了晶体管，在体积、重量方面明显优于电子在体积、重量方面明显优于电子管。但器件较多时，管。但器件较多时，体积仍较大、体积仍较大、焊点多、电路的可靠性差。焊点多、电路的可靠性差。2极管及直流电源优秀课件极管及直流电源优秀课件集成电路的发展集成电路的发展集集成成电电路路SSI（100以下以下）MSI（103）LSI（104） 超大规模超大规模VLSI（105以上）以上）1961年美国德克萨斯仪器公司率先将数年美国德克萨斯仪器公司率先将数字电路的元、器件和连线制作在同一硅字电路的元、器件和连线制作在同一硅片上，制成了集成电路。大大促进了电片上，制成了集成电路。大大促
4、进了电子技术的发展，特别是促进了微型计算子技术的发展，特别是促进了微型计算机和通讯技术的飞速发展。机和通讯技术的飞速发展。芯片中集成上万个芯片中集成上万个等效门，目前已达等效门，目前已达百万门级。百万门级。可编程器件可编程器件CPLDFPGA*3极管及直流电源优秀课件极管及直流电源优秀课件电信号的分类电信号的分类模拟信号模拟信号随时间连续变化的信号。随时间连续变化的信号。数字信号数字信号时间上、幅度上都不连时间上、幅度上都不连续的信号续的信号 ( (离散信号离散信号) )，如：各种，如：各种脉冲信号。脉冲信号。t t t t脉冲信号脉冲信号脉冲信号脉冲信号 如：模拟声音的音频信号；模拟如：模拟
5、声音的音频信号；模拟图象的视频信号；热电偶等传感器图象的视频信号；热电偶等传感器产生的电信号等。产生的电信号等。处理模拟信号的电路称为模拟电路。处理模拟信号的电路称为模拟电路。处理数字信号的电路称为数字电路。处理数字信号的电路称为数字电路。tV(t)4极管及直流电源优秀课件极管及直流电源优秀课件实验内容安排实验内容安排实验实验1：仪器使用及元件识别：仪器使用及元件识别实验实验2：直流稳压电源的设计与研究：直流稳压电源的设计与研究实验实验3：晶体管放大电路的设计与调试：晶体管放大电路的设计与调试实验实验4：集成功率放大器：集成功率放大器实验实验5：集成运算放大器的线性应用：集成运算放大器的线性应
6、用实验实验6：组合逻辑电路的设计：组合逻辑电路的设计实验实验7：集成触发器功能测试与应用：集成触发器功能测试与应用实验实验8：典型集成时序电路的应用与综合：典型集成时序电路的应用与综合实验实验9：555定时器的应用定时器的应用实验实验10：集成（：集成（A / D）和（）和（D/A）转换器的应用）转换器的应用极管及直流电源优秀课件极管及直流电源优秀课件一次无故不交作业一次无故不交作业扣扣2分分；旷课一次旷课一次扣扣2分分。教材书教材书成绩评定方法成绩评定方法end电工电子技术电工电子技术，李守成主编；，李守成主编； 学时：学时： 60（讲课）（讲课）+ 20（实验）（实验）总成绩（总成绩（10
7、0分）分）= 闭卷考试（闭卷考试（60分）分）+ 平时综合（平时综合（40分）分）平平时综合（合（40分）分）= 实验（20分）分）+作作业、出勤、研究性教学、出勤、研究性教学(20分分) 6极管及直流电源优秀课件极管及直流电源优秀课件 (1)上课认真听讲，适当记笔记。上课认真听讲，适当记笔记。 (3)认真做实验。认真做实验。 (2)独立、认真地完成作业；独立、认真地完成作业；*对同学们的要求对同学们的要求7极管及直流电源优秀课件极管及直流电源优秀课件* 独立完成，不准抄袭。独立完成，不准抄袭。 要工整，可以不抄题，但要要工整，可以不抄题，但要标题号，电路图必须标题号，电路图必须画。画。 每周
8、第一节课前，交给老师。补交作业不算数。每周第一节课前，交给老师。补交作业不算数。 作业的错误必须及时纠正作业的错误必须及时纠正对作业的具体要求：对作业的具体要求：8极管及直流电源优秀课件极管及直流电源优秀课件基本要求：基本要求： 1、了解半导体二极管的结构、工作原理和特点；、了解半导体二极管的结构、工作原理和特点；理解其整流、钳位和限幅作用及应用；理解其整流、钳位和限幅作用及应用； 2、了解稳压管的特性和应用；、了解稳压管的特性和应用； 3、理解单相整流、电容滤波、稳压管稳压电路、理解单相整流、电容滤波、稳压管稳压电路的工作原理，掌握输出直流量的估算。了解三端的工作原理，掌握输出直流量的估算。
9、了解三端集成稳压器的应用。集成稳压器的应用。第第6章章 半导体二极管及直流稳压电源半导体二极管及直流稳压电源9极管及直流电源优秀课件极管及直流电源优秀课件Ch6 半导体二极管及其应用电路半导体二极管及其应用电路6.1 6.1 半导体的基本知识半导体的基本知识6.2 6.2 PNPN结结的形成及特性的形成及特性6.5 6.5 直流稳压电源直流稳压电源6.4 6.4 稳压二极管稳压二极管6.3 6.3 半导体半导体二极管二极管及其电路分析方法及其电路分析方法6.1 6.1 半导体的基本知识半导体的基本知识6.1.1半导体特性半导体特性6.1.2 本征半导体本征半导体6.1.3 杂质半导体杂质半导体
10、6.1.1 6.1.1 半导体特性半导体特性物质分类物质分类导体导体 导电率为导电率为10105 5S.cmS.cm-1-1，量级，如金属量级，如金属绝缘体绝缘体 导电率为导电率为1010-22-22-10-10-14 -14 S.cmS.cm-1-1量级，量级，如：橡胶、云母、塑料等。如：橡胶、云母、塑料等。 导电能力随条件变化。导电能力随条件变化。如：硅、锗、砷化镓等。如：硅、锗、砷化镓等。半导体半导体半导体特性半导体特性掺入杂质则导电率增加几百倍掺入杂质则导电率增加几百倍掺杂特性掺杂特性半导体器件半导体器件温度增加使导电率大为增加温度增加使导电率大为增加温度特性温度特性热敏器件热敏器件光
11、照不仅使导电率大为增加还可以产生电动势光照不仅使导电率大为增加还可以产生电动势光照特性光照特性光敏器件光敏器件光电器件光电器件本征半导体本征半导体完全纯净、结构完整的半导体晶体。完全纯净、结构完整的半导体晶体。纯度：纯度：99.9999999%，“九个九个9”它在物理结构上呈单晶体形态。它在物理结构上呈单晶体形态。常用的本征半导体常用的本征半导体Si+142 8 4Ge+322 8 18 4+46.1.2 6.1.2 本征半导体本征半导体本征半导体的原子结构和共价键本征半导体的原子结构和共价键:+4+4+4+4+4+4+4+4+4共价键内的电子共价键内的电子称为称为束缚电子束缚电子挣脱原子核束
12、缚的电子挣脱原子核束缚的电子称为称为自由电子自由电子价带中留下的空位价带中留下的空位称为称为空穴空穴外电场外电场E自由电子定向移动自由电子定向移动形成形成电子流电子流束缚电子填补空穴的束缚电子填补空穴的定向移动形成定向移动形成空穴流空穴流1. 本征半导体中有两种载流子本征半导体中有两种载流子 自由电子和空穴自由电子和空穴它们是成对出现的它们是成对出现的2. 在外电场的作用下，产生电流在外电场的作用下，产生电流 电子流和空穴流电子流和空穴流电子流电子流自由电子作定向运动形成的自由电子作定向运动形成的与外电场方向相反与外电场方向相反空穴流空穴流价电子递补空穴形成的价电子递补空穴形成的与外电场方向相
13、同与外电场方向相同本征半导体中的载流子：本征半导体中的载流子：杂质半导体杂质半导体掺入杂质的本征半导体。掺入杂质的本征半导体。掺杂后半导体的导电率大为提高掺杂后半导体的导电率大为提高 掺入的三价元素如掺入的三价元素如B、Al、In等，等，形成形成P型半导体型半导体 掺入的五价元素如掺入的五价元素如P、Se等，等，形成形成N型半导体型半导体6.1.36.1.3杂质半导体杂质半导体N型半导体型半导体:+4+4+4+4+4+4+4+4+4+5+5在本征半导体中掺入的五价元素如在本征半导体中掺入的五价元素如P。自由电子是自由电子是多数载流子多数载流子空穴是空穴是少数载流子少数载流子杂质原子提供杂质原子
14、提供由热激发形成由热激发形成由于五价元素很容易贡由于五价元素很容易贡献电子，因此将其称为献电子，因此将其称为施主杂质。施主杂质。施主杂质因施主杂质因提供自由电子而带正电提供自由电子而带正电荷成为荷成为正离子正离子P型半导体型半导体:+4+4+4+4+4+4+4+4+4+3+3在本征半导体中掺入的三价元素如在本征半导体中掺入的三价元素如B。自由电子是少数载流子自由电子是少数载流子空穴是多数载流子空穴是多数载流子杂质原子提供杂质原子提供由本征激发形成由本征激发形成因因留留下下的的空空穴穴很很容容易易俘俘获获电电子子，使使杂杂质质原原子子成成为为负负离离子子。三三价价杂杂质质因因而而也也称称为为受受
15、主主杂质杂质。讨论：讨论：若使若使P型半导体和型半导体和N型半导体型半导体“亲密接触亲密接触”，会发生什么现象？会发生什么现象？P区区N区区扩散运动扩散运动载流子载流子从从浓度浓度大大向浓度向浓度小小的区域的区域扩散扩散,称称扩散运动扩散运动形成的电流成为形成的电流成为扩散电流扩散电流内电场内电场内电场内电场阻碍多子阻碍多子向对方的向对方的扩散扩散即即阻碍扩散运动阻碍扩散运动同时同时促进少子促进少子向对方向对方漂移漂移即即促进了漂移运动促进了漂移运动扩散运动扩散运动=漂移运动时漂移运动时达到达到动态平衡动态平衡6.2 PNPN结结的形成及特性的形成及特性内内电电场场阻阻止止多多子子扩扩散散 载
16、流子浓度差载流子浓度差多子扩散多子扩散杂质离子形成空间电荷区杂质离子形成空间电荷区空间电荷区形成内电场空间电荷区形成内电场内电场促使少子漂移内电场促使少子漂移扩散运动扩散运动多子从浓度大向浓度小的区域运动，称为扩散。多子从浓度大向浓度小的区域运动，称为扩散。扩散运动产生扩散电流。扩散运动产生扩散电流。漂移运动漂移运动少子向对方运动，称为漂移。少子向对方运动，称为漂移。漂移运动产生漂移电流。漂移运动产生漂移电流。动态平衡动态平衡扩散电流扩散电流= =漂移电流，漂移电流，PNPN结内总电流为结内总电流为0 0。PN PN 结结稳定的空间电荷区，稳定的空间电荷区，又称为高阻区、又称为高阻区、 耗尽层
17、，耗尽层， V V PNPN结的接触电位结的接触电位 内电场的建立，使内电场的建立，使PNPN结中结中产生电位差。从而形成接触产生电位差。从而形成接触电位电位V V 接触电位接触电位V 决定于材料及掺杂浓度决定于材料及掺杂浓度锗：锗： V =0.20.3硅：硅： V =0.60.71. PN1. PN结加正向电压时的导电情况结加正向电压时的导电情况外电场方向与外电场方向与PN结结内电场方向相反，削弱了内电场方向相反，削弱了内电场。内电场对多子扩内电场。内电场对多子扩散运动的阻碍减弱，扩散散运动的阻碍减弱，扩散电流加大。扩散电流远大电流加大。扩散电流远大于漂移电流，可忽略漂移于漂移电流，可忽略漂
18、移电流的影响。电流的影响。PN结呈现低电阻。结呈现低电阻。P区的电位高于区的电位高于N区的电位，称为加区的电位，称为加正向电压正向电压，简称，简称正偏正偏；内内外外PNPN结的单向导电性结的单向导电性2. PN2. PN结加反向电压时的导电情况结加反向电压时的导电情况外外电电场场与与PN结结内内电电场场方方向向相相同同，增增强强内内电电场场。内内电电场场对对多多子子扩扩散散运运动动阻阻碍碍增增强强，扩扩散散电电流流大大大大减减小小。少少子子在在内内电电场场的的作作用用下形成的漂移电流加大。下形成的漂移电流加大。PN结呈现高电阻。结呈现高电阻。P区的电位低于区的电位低于N区的电位，称为加区的电位
19、，称为加反向电压反向电压，简称，简称反偏反偏；内内外外结论：结论：PN结具有单向导电结具有单向导电性。性。 PN结加正向电压时，呈现结加正向电压时，呈现低电阻，具有较大的正向扩散低电阻，具有较大的正向扩散电流；电流；PN结加反向电压时，呈现高结加反向电压时，呈现高电阻，具有很小的反向漂移电阻，具有很小的反向漂移电流。电流。PNPN结的反向击穿结的反向击穿反向击穿反向击穿PN结上反向电压达到某一数值，反向电流激增。结上反向电压达到某一数值，反向电流激增。 雪崩击穿雪崩击穿当反向电压增高时，当反向电压增高时，少子获得能量高速运动，少子获得能量高速运动，在空间电荷区与原子发生碰撞，产生碰撞电离。在空
20、间电荷区与原子发生碰撞，产生碰撞电离。形成连锁反应，象雪崩一样。使反向电流激增。形成连锁反应，象雪崩一样。使反向电流激增。 齐纳击穿齐纳击穿 当反向电压较大时，强电场直接从共价键中将电当反向电压较大时，强电场直接从共价键中将电子拉出来，形成大量载流子子拉出来，形成大量载流子, ,使反向电流激增使反向电流激增。击穿可逆。击穿可逆。掺杂浓度掺杂浓度小小的的二极管容易发生二极管容易发生击穿可逆。击穿可逆。掺杂浓度掺杂浓度大大的的二极管容易发生二极管容易发生不可逆击穿不可逆击穿 热击穿热击穿PN结的电流或电压较大，使结的电流或电压较大，使PN结耗散功率超过极限值，使结温结耗散功率超过极限值，使结温升高
21、，导致升高，导致PN结过热而烧毁。结过热而烧毁。1.点接触型二极管点接触型二极管一、基本结构一、基本结构一、基本结构一、基本结构PN结面积、结电容小，可通过结面积、结电容小，可通过电流小。用于高频电路及小电电流小。用于高频电路及小电流整流电路。流整流电路。6.3 半导体二极管半导体二极管阳极阳极 阴极阴极二极管的符号二极管的符号2.面接触型二极管面接触型二极管PN结面积、结电容大，结面积、结电容大，可通过大电流。用于可通过大电流。用于低频电路及大电流整低频电路及大电流整流电路。流电路。PN结加封装和引线，构成二极管。结加封装和引线，构成二极管。+ PN27极管及直流电源优秀课件极管及直流电源优
22、秀课件半导体二极管图片(a)(a)点接触型点接触型 (b)(b)面接触型面接触型28极管及直流电源优秀课件极管及直流电源优秀课件600400200-0.1-0.200.40.8-50-100I / mAU / V正向特性正向特性反向击反向击穿特性穿特性硅管的伏安特性硅管的伏安特性二、二极管的伏安特性二、二极管的伏安特性二、二极管的伏安特性二、二极管的伏安特性I / mAU / V0.40.8-40-80246-0.1-0.2锗管的伏安特性锗管的伏安特性正向特性正向特性反向特性反向特性反向特性反向特性死区电压死区电压死区电压死区电压 硅管硅管锗管锗管0.50.2正向电压正向电压 0.6-0.70
23、.2-0.3反向电流反向电流 小小 几微安几微安大大 几百微安几百微安受温度影响受温度影响 小小大大29极管及直流电源优秀课件极管及直流电源优秀课件600400200-0.1-0.200.40.8-50-100I / mAU / V反向击反向击穿特性穿特性二、二极管的伏安特性二、二极管的伏安特性二、二极管的伏安特性二、二极管的伏安特性二极管的二极管的近似近似和和理想理想伏安特性伏安特性I / mAU / V0三、主要参数三、主要参数三、主要参数三、主要参数1 . 额定正向平均电流额定正向平均电流 IF2 . 正向电压降正向电压降 UF3 . 最高反向工作电压最高反向工作电压 UR4 . 最大反
24、向电流最大反向电流 IRm长时间使用时允许通过的最大长时间使用时允许通过的最大正向电流平均值正向电流平均值UF恒压恒压特性特性理想理想特性特性UFSi：0.60.7VGe：0.20.3V30极管及直流电源优秀课件极管及直流电源优秀课件(1)(1)整流整流( (半波、全波半波、全波) ) 利用利用D的单向导电性的单向导电性ViVOViVo(2)(2)限幅限幅( (削波，单向或双向削波，单向或双向) ) 利用箝位作用利用箝位作用单向削波单向削波tV三、二极管应用举例三、二极管应用举例半波整流半波整流tVViVoViVo31极管及直流电源优秀课件极管及直流电源优秀课件(3)(3)低压稳压低压稳压(4
25、)(4)开关作用开关作用D导通导通:开关闭合开关闭合D截止截止:开关断开开关断开VD=Vth32极管及直流电源优秀课件极管及直流电源优秀课件二极管电路分析方法 1、判断二极管的工作状态、判断二极管的工作状态导通导通截止截止否则否则，正向管压降，正向管压降硅硅0 0.60.7V锗锗0.20.3V将二极管将二极管断开断开若正向偏置若正向偏置 :V阳阳 V阴阴 或或 UD0，二极管，二极管导通导通 若反向偏置若反向偏置: V阳阳 V阴阴 或或 UD3uo=3V时时D导通导通uiUD1 D2 优先导通，优先导通， D1截止。截止。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，UAB
26、= 0 VD1承受反向电压为承受反向电压为6 V流过流过 D2 的电流为的电流为求：求：UAB在这里，在这里， D2 起钳位作用，起钳位作用， D1起隔离作用。起隔离作用。 BD16V12V3k AD2UAB+例例2:解解:36极管及直流电源优秀课件极管及直流电源优秀课件例例3：判别二极管是导通还是截止。判别二极管是导通还是截止。+9V- -+1V- - +2.5V - - +12.5V - - +14V - -+1V- -截止截止解：解：+18V- -+2V- - +2.5V - - +12.5V - - +14V - -+1V- -导通导通极管及直流电源优秀课件极管及直流电源优秀课件例4.
27、开关电路开关电路利用二极管利用二极管的单向导电的单向导电性可作为电性可作为电子开关子开关例：例：求求v vI1I1和和v vI2I2不不同值组合时的同值组合时的v v0 0值（二极管为理值（二极管为理想模型）。想模型）。解：解：v vI1 I1 v vI2I2二极管工作状态二极管工作状态D1 D2v v0 00V 0V导通导通 导通导通导通导通 截止截止截止截止 导通导通截止截止 截止截止0V 5V5V 0V5V 5V0V0V0V5V极管及直流电源优秀课件极管及直流电源优秀课件 2.变容二极管变容二极管3.光电二极管光电二极管4. 发光二极管发光二极管6.4 特殊二极管特殊二极管稳压管稳压管
28、稳压管是特殊的面接触型半导体稳压管是特殊的面接触型半导体硅二极管，其反向击穿是可逆的，且硅二极管，其反向击穿是可逆的，且反向电压稳定。反向电压稳定。1.稳压二极管稳压二极管DZ正极正极负极负极39极管及直流电源优秀课件极管及直流电源优秀课件伏安特性曲线伏安特性曲线UIUZIZIZmax UZ IZ正向特性：正向特性：同普通二极管；同普通二极管；反向特性：反向特性：同普通二极管；同普通二极管； 反向电压达到反向电压达到UZ时，反向击穿。时，反向击穿。对应很大的对应很大的IZ，UZ很小很小反向击穿特性：反向击穿特性：且反向击穿是可逆的。且反向击穿是可逆的。稳压！稳压！40极管及直流电源优秀课件极管
29、及直流电源优秀课件整流电路整流电路滤波电路滤波电路toutoutoutoutou稳压电路稳压电路负负载载6.5 直流稳压电源直流稳压电源电源变压器电源变压器交交流流电电源源结构框图结构框图一、直流稳压电源的组成一、直流稳压电源的组成:41极管及直流电源优秀课件极管及直流电源优秀课件1 1、单相半波整流电路、单相半波整流电路、单相半波整流电路、单相半波整流电路(1)(1)电路组成电路组成电路组成电路组成uo to to to to 2 3 uou2u2u1uDioioRLT 2 3 2U22U22U2Im 2 2 3 3 uD(2)(2)工作原理工作原理工作原理工作原理Du2正正半周半周负负二、
30、二、整流电路整流电路42极管及直流电源优秀课件极管及直流电源优秀课件uO t0 t t t 2 3 uOu2u2u1uDuDiOiODRLT 2 3 2U22U22U2Im 2 2 3 3 UO=0.45U2 ,IO=UORL =0.45U2RLID= IO ,UDRM=2U2(3)(3)电路计算电路计算电路计算电路计算00043极管及直流电源优秀课件极管及直流电源优秀课件u2TRLD1D4D3D2abu2TRLD1D4D3D2ab to 2 3 uo2U2 to 2 3 2U2 to touDio2U2Im 2 2 3 3 uD1uD3uD4uD2u22.单相桥式整流电路单相桥式整流电路A、
31、工作原理、工作原理44极管及直流电源优秀课件极管及直流电源优秀课件 to to to to 2 3 uouDio 2 3 2U22U22U2Im 2 2 3 3 u2uD1uD3uD4uD2B、电压、电流的计算、电压、电流的计算Uo=0.9U2=Io=UoRL0.9U2RLID=(1/2) Io URM=2U2选用二极管的依据是选用二极管的依据是:ID稍小于稍小于IF (最大整流电流）最大整流电流）URM稍小于稍小于UR（最高反向工作电压）（最高反向工作电压）0 1 U2m sin t d t=Uo负载直流电压负载直流电压负载直流电流负载直流电流二极管平均电流二极管平均电流二极管最大反向电压二
32、极管最大反向电压45极管及直流电源优秀课件极管及直流电源优秀课件集成硅整流桥：集成硅整流桥：u2uo+ +- +46极管及直流电源优秀课件极管及直流电源优秀课件单相桥式整流电路，已知交流电网电压为单相桥式整流电路，已知交流电网电压为 220 V，负载电阻，负载电阻 RL = 50 ，负载电压，负载电压Uo=100V，试求变压器的变比和容量，并选择二极管。试求变压器的变比和容量，并选择二极管。 I 2= 1.11 Io= 2 1.11 = 2. 2 A 变压器副边电流有效值变压器副边电流有效值:变压器容量变压器容量: S = U2 I 2= 111 2.2 = 244. 2 V A变压器副边电压
33、变压器副边电压 U 2 111 V 可选用二极管可选用二极管2CZ11C，其最大整流电流为，其最大整流电流为1A，反，反向工作峰值电压为向工作峰值电压为300V。练习练习1:极管及直流电源优秀课件极管及直流电源优秀课件分析图示桥式整流电路中的二极管分析图示桥式整流电路中的二极管D2 或或D4 断开断开时负载电压的波形。时负载电压的波形。如果如果D2 或或D4 接反接反，后果如何？，后果如何？如果如果D2 或或D4因击穿或烧坏而因击穿或烧坏而短路短路，后果又如何？，后果又如何？ uo+_u+_RLD2D4 D1D3 uo u 234twtw234oo练习练习2:当当D2或或D4断开后断开后解解:
34、D2uo+_u+_RLD4 D1D3电路为电路为单相半波整流电路单相半波整流电路。正半周正半周时，时，D1和和D3导通，负载中有电导通，负载中有电流流过，负载电压过，负载电压uo o= =u；负半周负半周时，时，D1和和D3截止，负载中无电截止，负载中无电流通流通过，负载两端无电压，过，负载两端无电压，uo o =0=0。极管及直流电源优秀课件极管及直流电源优秀课件正半周正半周时，情况与时，情况与D2或或D4接反接反类似，电源及类似，电源及D1或或D3也将因电也将因电流过大而流过大而烧坏烧坏。如果如果D2或或D4因击穿烧坏而短路因击穿烧坏而短路uoD2+_u+_RLD4 D1D3 如果如果D2
35、或或D4接反接反D2uo+_u+_RLD4 D1D3正半周正半周时，二极管时，二极管D1、D4或或D2、D3导通，电流经导通，电流经D1、D4或或D2、D3而造成而造成电源短路电源短路，电流很大，电流很大，因此变压器及因此变压器及D1、D4或或D2、D3将被将被烧坏烧坏。49极管及直流电源优秀课件极管及直流电源优秀课件u2uouD1 t 2 3 4 0uD2练习：分析全波整流电路练习：分析全波整流电路+u uo o（1）输出电压平均值）输出电压平均值UO：IO= UO /RL =0.9 U2 / RL （2）输出电流平均值）输出电流平均值IO ：（3）流过二极管的平均电流：）流过二极管的平均电
36、流：ID = IO/2（4）二极管承受的最高反向电压：）二极管承受的最高反向电压：50极管及直流电源优秀课件极管及直流电源优秀课件估算公式估算公式: UO=1.0U2 2UDRM=2U2注意注意注意注意 : t0 2 3 2U2UDRu2uoDu2uDioRLTu1C三、三、滤波电路滤波电路1. 1. 有电容滤波的半波整流电路有电容滤波的半波整流电路有电容滤波的半波整流电路有电容滤波的半波整流电路51极管及直流电源优秀课件极管及直流电源优秀课件2.有电容滤波的桥式整流电路有电容滤波的桥式整流电路A、工作原理、工作原理u2Tu1RLD1D4D3D2uoioCuc t02U2u2uca.断开断开R
37、L;b. t=0时时接入接入RL;此时，此时，D1D4均截止，均截止，C经经RL放电，放电，uc下降，下降， 但但=RLC很大，很大，uc下降缓慢。下降缓慢。52极管及直流电源优秀课件极管及直流电源优秀课件Cucu2Tu1RLD1D4D3D2uoio toiDuo2U2o tt1t4t3t2 D1D3D2D4D1D3A、工作原理、工作原理2.有电容滤波的桥式整流电路有电容滤波的桥式整流电路t越大，纹波越小！越大，纹波越小！但二极管导通角越小，但二极管导通角越小，53极管及直流电源优秀课件极管及直流电源优秀课件2U2Io Uo0.9U20.45U2全波整流电容滤波电路的外特性全波整流电容滤波电路
38、的外特性TUo=1.2U2RLC (35)2UCN 2U2B、输出电压及元件参数选择、输出电压及元件参数选择特点：带负载能力差。特点：带负载能力差。适用于输出电压较高，适用于输出电压较高，输出电流较小的场合。输出电流较小的场合。u2Tu1RLD1D4D3D2uoio2.有电容滤波的桥式整流电路有电容滤波的桥式整流电路CIF (最大整流电流）大于等于最大整流电流）大于等于2 ID54极管及直流电源优秀课件极管及直流电源优秀课件Uou2RLIou1CDZRUZIRIZUiU2变化变化Ui变化变化Uo=UZIZIRURUoA、稳压管稳压电路的工作原理、稳压管稳压电路的工作原理四、四、稳压管稳压电路稳
39、压管稳压电路RLIoIRURUo(=UZ)IZURUoUi =UR+UOUi =UR+UO负反馈过程负反馈过程55极管及直流电源优秀课件极管及直流电源优秀课件B、电路元件参数的选择、电路元件参数的选择稳压管稳压管UZ=UOIzmax=(2 - 3)IomaxUimax -UoIzmax + IominRUimin-UoIzmin + IomaxP(Uimax -Uo)2R限流电阻限流电阻 注意：注意：（1）在稳压电路中，稳压管为反接；）在稳压电路中，稳压管为反接；（2）使用稳压管时必须串联电阻。）使用稳压管时必须串联电阻。56极管及直流电源优秀课件极管及直流电源优秀课件UO1ILUi1R-DZ
40、1RL-IIZUZDZ2Ui2R-DZ1RL-UO2IILIZUZDZ2电路如图：电路如图：UZ1 =4V；UZ2 =5V，正向压降为，正向压降为0.5V，求，求U0? Ui1 =4V U0? Ui1 =8V U0?若使若使 U0=5.3V,怎么办怎么办? Ui2 =12V U0? Ui2 =8V U0?若使若使 U0=5.5V,怎么办怎么办?稳压管应用电路分析举例稳压管应用电路分析举例例例:57极管及直流电源优秀课件极管及直流电源优秀课件五、三端集成稳压器五、三端集成稳压器五、三端集成稳压器五、三端集成稳压器+2cw783113_2_cw79 正输出正输出负输出负输出特点：体积小、使用方便，
41、内部有过电流和过热保护特点：体积小、使用方便，内部有过电流和过热保护电路，使用安全可靠。电路，使用安全可靠。58极管及直流电源优秀课件极管及直流电源优秀课件三端集成稳压器基本稳压电路三端集成稳压器基本稳压电路三端集成稳压器基本稳压电路三端集成稳压器基本稳压电路UO = 12VCW7812123CO+UiCi可根据需要，选用可根据需要，选用CW78XX，则，则 Uo= XX V。Ci抵消输入端接线较长时的电感效应，防止产生振荡抵消输入端接线较长时的电感效应，防止产生振荡Co防止负载电流瞬时增加时，引起输出电压较大的波动防止负载电流瞬时增加时，引起输出电压较大的波动0.33 F0.1 F14V 1
42、5VUi是经整流、滤波后的输入电压。是经整流、滤波后的输入电压。59极管及直流电源优秀课件极管及直流电源优秀课件三、同时输出正、负电压的稳压电路三、同时输出正、负电压的稳压电路三、同时输出正、负电压的稳压电路三、同时输出正、负电压的稳压电路CW7915CW7815CiCiCoCo+15V-15VUiUO1UO2选用不同稳压值的选用不同稳压值的78XX和和79XX，可构成可构成同时输出不对称正、负电压的稳压电路同时输出不对称正、负电压的稳压电路。123123+2.2 F1 F60极管及直流电源优秀课件极管及直流电源优秀课件作业：作业：P228 6.1 6.3P229 6.7 6.9 6.1061极管及直流电源优秀课件极管及直流电源优秀课件
