第1章半导体二极管与整流电路汇总ppt课件

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1、从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 第第1章章 半导体二极管与整流电路半导体二极管与整流电路1.3 半导体二极管的应用半导体二极管的应用1.4 二极管整流电路二极管整流电路1.5 稳压二极管及其应用稳压二极管及其应用1.2 半导体二极管半导体二极管1.1 半导体基础知识半导体基础知识1.6 光敏二极管光敏二极管1.7 发光二极管发光二极管从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 电子技术电子技术

2、模拟电子技术模拟电子技术数字电子技术数字电子技术二极管及其应用二极管及其应用三极管及其应用三极管及其应用组合逻辑电路组合逻辑电路时序逻辑电路时序逻辑电路 电子技术的组成电子技术的组成从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 1. 1.理解理解理解理解PNPN结的单向导电性；结的单向导电性；结的单向导电性；结的单向导电性；2. 2.了解二极管、稳压管、工作原理和特性曲线，理解了解二极管、稳压管、工作原理和特性曲线，理解了解二极管、稳压管、工作原理和特性曲线，理解了解二极管、稳压管、工作原理和特性曲线

3、，理解主要参数的意义；主要参数的意义；主要参数的意义；主要参数的意义；3. 3.分析含有二极管的电路；理解并掌握单相整流电路分析含有二极管的电路；理解并掌握单相整流电路分析含有二极管的电路；理解并掌握单相整流电路分析含有二极管的电路；理解并掌握单相整流电路和滤波电路的工作原理及参数的计算和滤波电路的工作原理及参数的计算和滤波电路的工作原理及参数的计算和滤波电路的工作原理及参数的计算; ;4. 4. 了解稳压管稳压电路的工作原理。了解稳压管稳压电路的工作原理。了解稳压管稳压电路的工作原理。了解稳压管稳压电路的工作原理。教学要求：教学要求：从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压

4、式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 1.1 半导体基础知识半导体基础知识1.1.1 本征半导体与掺杂半导体本征半导体与掺杂半导体导体：导体：自然界中很容易导电的物质称为自然界中很容易导电的物质称为导体导体，金属，金属一般都是导体。一般都是导体。绝缘体：绝缘体：有的物质几乎不导电，称为有的物质几乎不导电，称为绝缘体绝缘体，如橡皮，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。、陶瓷、塑料和石英。半导体：半导体：另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间，称为之间，称为半导体半导体，如锗、硅、砷化镓和，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧

5、化物等。一些硫化物、氧化物等。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 半导体的导电特性：半导体的导电特性：（可做成温度敏感元件，如热敏电阻）。（可做成温度敏感元件，如热敏电阻）。（可做成温度敏感元件，如热敏电阻）。（可做成温度敏感元件，如热敏电阻）。掺杂性掺杂性掺杂性掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电能力往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电能力往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电能力往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电能力 明显改变明显改变明显改变明显改变（可做成各种不同用途的半导体器（可做成

6、各种不同用途的半导体器（可做成各种不同用途的半导体器（可做成各种不同用途的半导体器 件，如二极管、三极管和晶闸管等）。件，如二极管、三极管和晶闸管等）。件，如二极管、三极管和晶闸管等）。件，如二极管、三极管和晶闸管等）。光敏性：光敏性：光敏性：光敏性：当受到光照时，导电能力明显变化当受到光照时，导电能力明显变化当受到光照时，导电能力明显变化当受到光照时，导电能力明显变化 （可（可（可（可 做成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二做成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二做成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二做成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二 极管、光敏三极管等）。极管、光敏三极管等）。极管、光敏三极管等

7、）。极管、光敏三极管等）。热敏性：热敏性：热敏性：热敏性：当环境温度升高时，导电能力显著增强当环境温度升高时，导电能力显著增强当环境温度升高时，导电能力显著增强当环境温度升高时，导电能力显著增强从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 1. 本征半导体本征半导体GeSi通过一定的工艺过程，可以将半导体制成通过一定的工艺过程，可以将半导体制成晶体晶体。现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们的最外层电子（价电子）都是四个。的最外层电子（价电子）都是四个

8、。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征半导体。半导体。半导体。半导体。晶体中原子的排列方式晶体中原子的排列方式晶体中原子的排列方式晶体中原子的排列方式硅单晶中的共价健结构硅单晶中的共价健结构硅单晶中的共价健结构硅单晶中的共价健结构共价健共价健共价键中的两个电子，称为共价键中的两个电子，称为共价键中的两个电子，称为共价键中的两个

9、电子，称为价电子价电子价电子价电子。 Si Si Si Si价电子价电子1. 本征半导体本征半导体从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 Si Si Si Si价电子价电子 价电子在获得一定能量（温价电子在获得一定能量（温价电子在获得一定能量（温价电子在获得一定能量（温度升高或受光照）后，即可挣度升高或受光照）后，即可挣度升高或受光照）后，即可挣度升高或受光照）后，即可挣脱原子核的束缚，成为脱原子核的束缚，成为脱原子核的束缚，成为脱原子核的束缚，成为自由电自由电自由电自由电子子子子（带负电），同

10、时共价键中（带负电），同时共价键中（带负电），同时共价键中（带负电），同时共价键中留下一个空位，称为留下一个空位，称为留下一个空位，称为留下一个空位，称为空穴空穴空穴空穴（带（带（带（带正电）。正电）。正电）。正电）。本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理这一现象称为本征激发。这一现象称为本征激发。空穴空穴 温度愈高，晶体中产温度愈高，晶体中产温度愈高，晶体中产温度愈高，晶体中产生的自由电子便愈多。生的自由电子便愈多。生的自由电子便愈多。生的自由电子便愈多。自由电子自由电子 在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的

11、价电子在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子来填补，而在该原子中出现一个空穴，其结果相当来填补，而在该原子中出现一个空穴，其结果相当来填补，而在该原子中出现一个空穴，其结果相当来填补，而在该原子中出现一个空穴，其结果相当于空穴的运动（相当于正电荷的移动）。于空穴的运动（相当于正电荷的移动）。于空穴的运动（相当于正电荷的移动）。于空穴的运动（相当于正电荷的移动）。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理本征半导体

12、的导电机理本征半导体的导电机理 当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出现两部分当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出现两部分当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出现两部分当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出现两部分电流电流电流电流 （1 1）自由电子作定向运动自由电子作定向运动自由电子作定向运动自由电子作定向运动 电子电流电子电流电子电流电子电流 （2 2）价电子递补空穴价电子递补空穴价电子递补空穴价电子递补空穴 空穴电流空穴电流空穴电流空穴电流注意：注意：注意：注意： （1 1）本征半导体中载流子数目极少）本征半导体中载流子数目极少）本征半导体中载流子数目极少）本征半导体中载流子数

13、目极少, , 其导电性能很差；其导电性能很差；其导电性能很差；其导电性能很差； （2 2）温度愈高，）温度愈高，）温度愈高，）温度愈高， 载流子的数目愈多载流子的数目愈多载流子的数目愈多载流子的数目愈多, ,半导体的导电性能也就半导体的导电性能也就半导体的导电性能也就半导体的导电性能也就愈好。愈好。愈好。愈好。所以，温度对半导体器件性能影响很大。所以，温度对半导体器件性能影响很大。所以，温度对半导体器件性能影响很大。所以，温度对半导体器件性能影响很大。自由电子和自由电子和自由电子和自由电子和空穴都称为载流子空穴都称为载流子空穴都称为载流子空穴都称为载流子 自由电子和自由电子和自由电子和自由电子

14、和空穴成对地产生的同时，又不断复合。在一空穴成对地产生的同时，又不断复合。在一空穴成对地产生的同时，又不断复合。在一空穴成对地产生的同时，又不断复合。在一定温度下，载流子的产生和复合达到动态平衡，半导体中载定温度下，载流子的产生和复合达到动态平衡，半导体中载定温度下，载流子的产生和复合达到动态平衡，半导体中载定温度下，载流子的产生和复合达到动态平衡，半导体中载流子便维持一定的数目。流子便维持一定的数目。流子便维持一定的数目。流子便维持一定的数目。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 2. 2.

15、 掺杂半导体掺杂半导体掺杂半导体掺杂半导体掺入五价元素掺入五价元素掺入五价元素掺入五价元素 Si Si Si Sip+多余多余电子电子磷原子磷原子在常温下即可变在常温下即可变为自由电子为自由电子失去一个电失去一个电子变为正离子变为正离子子 在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素）在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素）在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素）在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素）, ,形成掺杂形成掺杂形成掺杂形成掺杂半导体。半导体。半导体。半导体。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不

16、再说明。 掺杂后自由电子数目大量增加，自由电子导掺杂后自由电子数目大量增加，自由电子导掺杂后自由电子数目大量增加，自由电子导掺杂后自由电子数目大量增加，自由电子导电成为这种半导体的主要导电方式，称为电子电成为这种半导体的主要导电方式，称为电子电成为这种半导体的主要导电方式，称为电子电成为这种半导体的主要导电方式，称为电子半导体或半导体或半导体或半导体或N N型半导体。型半导体。型半导体。型半导体。 在在在在N N 型半导体中型半导体中型半导体中型半导体中自由电子是多数载流子，空自由电子是多数载流子，空自由电子是多数载流子，空自由电子是多数载流子，空穴是少数载流子。穴是少数载流子。穴是少数载流子

17、。穴是少数载流子。（1 1）N N型半导体型半导体型半导体型半导体从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 掺杂后空穴数目大量掺杂后空穴数目大量掺杂后空穴数目大量掺杂后空穴数目大量增加，空穴导电成为这增加，空穴导电成为这增加，空穴导电成为这增加，空穴导电成为这种半导体的主要导电方种半导体的主要导电方种半导体的主要导电方种半导体的主要导电方式，称为空穴半导体或式，称为空穴半导体或式，称为空穴半导体或式，称为空穴半导体或 P P型半导体。型半导体。型半导体。型半导体。掺入三价元素掺入三价元素掺入三价元

18、素掺入三价元素 Si Si Si Si 在在在在 P P 型半导体中型半导体中型半导体中型半导体中空穴是多数空穴是多数空穴是多数空穴是多数载流子，自由电子是少数载流载流子，自由电子是少数载流载流子，自由电子是少数载流载流子，自由电子是少数载流子。子。子。子。B硼原子硼原子接受一个接受一个接受一个接受一个电子变为电子变为电子变为电子变为负离子负离子负离子负离子空穴空穴无论无论无论无论N N型或型或型或型或P P型半导体都是中性的，对外不显电性。型半导体都是中性的，对外不显电性。型半导体都是中性的，对外不显电性。型半导体都是中性的，对外不显电性。（2 2 ）P P型半导体型半导体型半导体型半导体从

19、使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 杂质半导体的符号杂质半导体的符号P P 型半导体型半导体+N N 型半导体型半导体从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 1. PN 结的形成结的形成在同一片半导体基片上，分别制造在同一片半导体基片上，分别制造P 型半导型半导体和体和N 型半导体，经过载流子的扩散，在它们的型半导体，经过载流子的扩散，在它们的交界面处就形成了交界面处就形成了PN 结。结。1.1

20、.2 PN结结+从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 P型半导体型半导体N型半导体型半导体+多子扩散运动多子扩散运动内电场内电场E少子漂移运动少子漂移运动扩散的结果是使空间电荷区扩散的结果是使空间电荷区逐渐加宽。逐渐加宽。空间电荷区越宽，内电场越强，空间电荷区越宽，内电场越强，就使漂移运动越强，而漂移使空就使漂移运动越强，而漂移使空间电荷区变薄。间电荷区变薄。空间电荷区，空间电荷区，也称耗尽层。也称耗尽层。多子边扩散边复合多子边扩散边复合从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤

21、压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 漂移运动漂移运动P型半导体型半导体N型半导体型半导体+扩散运动扩散运动内电场内电场E所以扩散和漂移这一对相反的运所以扩散和漂移这一对相反的运动最终达到平衡，相当于两个区动最终达到平衡，相当于两个区之间没有电荷运动，空间电荷区之间没有电荷运动，空间电荷区的厚度固定不变。的厚度固定不变。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 +空间空间电荷电荷区区N型区型区P型区型区从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之

22、中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 1、空间电荷区中没有载流子。、空间电荷区中没有载流子。2、空间电荷区中内电场阻碍、空间电荷区中内电场阻碍P区中的空穴、区中的空穴、N区中的电子（区中的电子（都是多子都是多子）向对方运动（）向对方运动（扩扩散运动散运动）。）。3、P 区中的电子和区中的电子和N区中的空穴（区中的空穴（都是少子都是少子），），数量有限，因此由它们形成的电流很小。数量有限，因此由它们形成的电流很小。注意注意:从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用

23、，在此不再说明。 2. PN结的单向导电性结的单向导电性 PN 结结正向偏置（加正向电压）：正向偏置（加正向电压）： P 区接电源高电区接电源高电位端、位端、N 区接电源低电位端。区接电源低电位端。 PN 结结反向偏置（加反向电压）：反向偏置（加反向电压）： P区接电源高电区接电源高电位端、位端、N 区接电源低电位端。区接电源低电位端。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 +RUS（1）PN 结正向偏置结正向偏置内电场内电场外电场外电场变薄变薄PN+_内电场被削弱，多子内电场被削弱，多子的扩散

24、加强能够形成的扩散加强能够形成较大的扩散电流。较大的扩散电流。+_空穴自由电子从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 （2）PN 结反向偏置结反向偏置+内电场内电场外电场外电场变厚变厚NP+_内电场被被加强，多子的内电场被被加强，多子的扩散受抑制。少子漂移加扩散受抑制。少子漂移加强，但少子数量有限，只强，但少子数量有限，只能形成较小的反向电流。能形成较小的反向电流。RUS_+空穴自由电子从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工

25、中已很少使用，在此不再说明。 1 1、PN PN 结加正向电压时，结加正向电压时，结加正向电压时，结加正向电压时，PNPN结变窄，正向电流结变窄，正向电流结变窄，正向电流结变窄，正向电流 较大，正向电阻较小，较大，正向电阻较小，较大，正向电阻较小，较大，正向电阻较小，PNPN结处于导通状态。结处于导通状态。结处于导通状态。结处于导通状态。结论：结论： 3 3、温度越高少子的数目越多，反向电流将随温、温度越高少子的数目越多，反向电流将随温、温度越高少子的数目越多，反向电流将随温、温度越高少子的数目越多，反向电流将随温 度增加。度增加。度增加。度增加。 2 2、PN PN 结加反向电压时，结加反向

26、电压时，结加反向电压时，结加反向电压时，PNPN结变宽，反向电流结变宽，反向电流结变宽，反向电流结变宽，反向电流 较小，反向电阻较大，较小，反向电阻较大，较小，反向电阻较大，较小，反向电阻较大，PNPN结处于截止状态。结处于截止状态。结处于截止状态。结处于截止状态。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 阴极引线阴极引线阳极引线阳极引线二氧化硅保护层二氧化硅保护层P型硅型硅N型硅型硅( c ) 平面型平面型金属触丝金属触丝阳极引线阳极引线N型锗片型锗片阴极引线阴极引线外壳外壳( a ) 点接触型

27、点接触型铝合金小球铝合金小球N型硅型硅阳极引线阳极引线PN结结金锑合金金锑合金底座底座阴极引线阴极引线( b ) 面接触型面接触型1.2 半导体二极管半导体二极管1. 1. 二极管的结构示意图二极管的结构示意图二极管的结构示意图二极管的结构示意图阴极阴极阳极阳极( d ) 符号符号D从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 2. 伏安特性伏安特性UI导通压降导通压降: 硅硅管管0.60.7V,锗锗管管0.20.3V。反向击穿反向击穿电压电压UBRUBR远远大于远远大于UF一般为十几伏到几十伏一般为

28、十几伏到几十伏UF死区电压死区电压 硅管硅管0.5V,锗锗管管0.2V。PN+-正向偏置正向偏置PN+-反向偏置反向偏置反向截止区反向截止区反向电流很小反向电流很小反向击穿区反向击穿区可控开关可控开关从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 3. 主要参数主要参数（1）最大整流电流）最大整流电流 IOM二极管长期使用时，允许流过二极管的最大二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。正向平均电流。（2）反向击穿电压）反向击穿电压UBR二极管反向击穿时的电压值。击穿时反向电二极管反向击穿时的

29、电压值。击穿时反向电流剧增，二极管的单向导电性被破坏，甚至流剧增，二极管的单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。手册上给出的最高反向工作电过热而烧坏。手册上给出的最高反向工作电压压URWM一般是一般是UBR的一半或三分之二。的一半或三分之二。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 （3）反向峰值电流）反向峰值电流 IRM指二极管加反向峰值工作电压时的反向电流。反指二极管加反向峰值工作电压时的反向电流。反向电流大，说明管子的单向导电性能差，因此反向电流大，说明管子的单向导电性能差，因此反向电流越小越好

30、。反向电流受温度的影响，温度向电流越小越好。反向电流受温度的影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小，锗管越高反向电流越大。硅管的反向电流较小，锗管的反向电流要比硅管大几十到几百倍。的反向电流要比硅管大几十到几百倍。以上均是二极管的直流参数，二极管的应用是以上均是二极管的直流参数，二极管的应用是主要利用它的单向导电性，主要应用于整流、限幅、主要利用它的单向导电性，主要应用于整流、限幅、保护等等。选用二极管时还需注意交流参数保护等等。选用二极管时还需注意交流参数。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此

31、不再说明。 （4）微变电阻）微变电阻 rDiDuDIDUDQrD 是二极管特性曲线上工是二极管特性曲线上工作点作点Q 附近电压的变化与附近电压的变化与电流的变化之比：电流的变化之比：显然，显然，rD是对是对Q附近的微小附近的微小变化区域内的电阻。变化区域内的电阻。 uD iD从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 2、二极管的单向导电性、二极管的单向导电性 （1 1）二极管加正向电压（正向偏置，阳极接正、阴极接负二极管加正向电压（正向偏置，阳极接正、阴极接负二极管加正向电压（正向偏置，阳极接正、

32、阴极接负二极管加正向电压（正向偏置，阳极接正、阴极接负 ）时，）时，）时，）时， 二极管处于正向导通状态，二极管正向电阻较二极管处于正向导通状态，二极管正向电阻较二极管处于正向导通状态，二极管正向电阻较二极管处于正向导通状态，二极管正向电阻较 小，正向电流较大。小，正向电流较大。小，正向电流较大。小，正向电流较大。 （2 2）二极管加反向电压（反向偏置，阳极接负、阴极接正二极管加反向电压（反向偏置，阳极接负、阴极接正二极管加反向电压（反向偏置，阳极接负、阴极接正二极管加反向电压（反向偏置，阳极接负、阴极接正 ） 时，时，时，时， 二极管处于反向截止状态，二极管反向电阻较，二极管处于反向截止状态

33、，二极管反向电阻较，二极管处于反向截止状态，二极管反向电阻较，二极管处于反向截止状态，二极管反向电阻较， 反向电流很小。反向电流很小。反向电流很小。反向电流很小。 （3 3）外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失去单向导外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失去单向导外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失去单向导外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失去单向导 电性。电性。电性。电性。 （4 4）二极管的反向电流受温度的影响，温度愈高反向电流愈）二极管的反向电流受温度的影响，温度愈高反向电流愈）二极管的反向电流受温度的影响，温度愈高反向电流愈）二极管的反向电流受温度的影响，温度愈高反向电流

34、愈 大。大。大。大。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 电路如图，求：电路如图，求：电路如图，求：电路如图，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，U UABAB = = 6V6V否则，否则，否则，否则， U UABAB低于低于低于低于6V6

35、V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，点作参考点，点作参考点，点作参考点，断开二极管，分析二断开二极管，分析二断开二极管，分析二断开二极管，分析二极管阳极和阴极的电极管阳极和阴极的电极管阳极和阴极的电极管阳极和阴极的电位。位。位。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+1.3 半导体二极管的简单应用半导体二极管的简单应用从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构

36、，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 u ui i 8V 8V，二极管导通，可看作短路，二极管导通，可看作短路，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 V Vb 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. 工作波形工作波形工作波形工作波形 u 负半周，负半周，Va0 时时D1,D3导通导通D2,D4截止截止电流通路电流通路:A D1RLD3Bu20 时时D2,D4导通导通D1,D3截止截止电流通路电流通路:B D2RLD4A输出是脉动的直流电压！输出是脉动的直流电压！桥式整流电路输出波

37、形及二极管上电压波形桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形u2D4D2D1D3RLuoABu2uD4,uD2uD3,uD1uo从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 1.4.3 整流电路的主要参数整流电路的主要参数 1. 整流输出电压平均值（整流输出电压平均值（Uo）全波整流时，负载电压全波整流时，负载电压 Uo的平均值为的平均值为:2. 负载平均电流（负载平均电流（IL）从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，

38、在此不再说明。 平均电流平均电流(ID)与反向峰值电压与反向峰值电压(URM)是选择整流管的是选择整流管的主要依据。主要依据。在桥式整流电路中，每个二极管只有半周导。因在桥式整流电路中，每个二极管只有半周导。因此，流过每只整流二极管的平均电流此，流过每只整流二极管的平均电流 ID 是负载平是负载平均电流的一半。均电流的一半。 二极管截止时两端承受的最大反向电压：二极管截止时两端承受的最大反向电压：3. 二极管平均电流二极管平均电流4. 二极管承受反向峰值电压二极管承受反向峰值电压从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很

39、少使用，在此不再说明。 单向全波整流电路单向全波整流电路+变压器副边中变压器副边中心抽头，感应心抽头，感应出两个相等的出两个相等的电压电压u u2 2当当u2正半周时，正半周时， D1导通，导通，D2截止。截止。当当u2负半周时，负半周时， D2导通，导通，D1截止。截止。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 全波整流电压波形全波整流电压波形u2uLuD1 t 2 3 4 0uD2从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已

40、很少使用，在此不再说明。 uL 2 0 tIL= UL /RL =0.9 U2 / RL （2）输出电流平均值）输出电流平均值IL ：（1）输出电压平均值）输出电压平均值UL：IL从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 uD 2 0 t（3）流过二极管的平均）流过二极管的平均电流：电流：ID = IL/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：从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说

41、明。 几种常见的硅整流桥外形几种常见的硅整流桥外形+- + - 交直流管脚用错将如何？交直流管脚用错将如何？ 造成短路烧毁变压器！造成短路烧毁变压器！从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 滤波电路的结构特点滤波电路的结构特点: 电容与负载电容与负载 RL 并联，或并联，或电感与负载电感与负载RL串联。串联。交流交流电压电压脉动脉动直流电压直流电压整流整流滤波滤波直流直流电压电压原理：原理：利用储能元件电容两端的电压利用储能元件电容两端的电压(或通过电感或通过电感中的电流中的电流)不能突变的特性

42、不能突变的特性, 滤掉整流电路输滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。到平滑输出电压波形的目的。1.4.5 滤波电路滤波电路从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 以单向桥式整流电容滤波为例进行分析，以单向桥式整流电容滤波为例进行分析，其电路如图所示。其电路如图所示。1. 电容滤波原理电容滤波原理桥式整流电容滤波电路桥式整流电容滤波电路au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。

43、敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 （1）RL未接入时未接入时（忽略整流电路内阻）（忽略整流电路内阻）u2tuot设设t1时刻接时刻接通电源通电源t1充电结束充电结束没有电容没有电容时的输出时的输出波形波形au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+无放电回路电压保持无放电回路电压保持从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 （2）RL接入（且接入（且RLC较大）时较大）时 （忽略整流电路内阻）（忽略整流电路内阻）u2tuot 在

44、在u2小于电容电压时，小于电容电压时，二极管截止，电容不充二极管截止，电容不充电，电容通过电，电容通过RL放电，放电， uo会逐渐下降。当电容会逐渐下降。当电容电压下降到低于电压下降到低于u2时，时，又开始又开始充电。充电。au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 u2tuot只有只有u2电压大于电压大于uC时，时，二极管导通才有充电电二极管导通才有充电电流流iD 。因此二极管电流。因此二极管电流是脉冲波。是脉冲波。二极管电流二极管电流iD的波形的波形

45、au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+iD可见，采用电容滤波时，可见，采用电容滤波时，整流管的导通角变小。整流管的导通角变小。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 一般取一般取(T:电源电压的周期电源电压的周期)近似估算近似估算:Uo=1.2U2。（2）流过二极管瞬时电流很大。）流过二极管瞬时电流很大。RLC 越大越大 Uo越高越高 负载电流的平均值越大负载电流的平均值越大 ; 整流管导电时间越短整流管导电时间越短 iD的峰值电流越大的峰值电流越大故一般选管时，取故一般选管时，取2.

46、电容滤波电路的特点电容滤波电路的特点（1）输出电压）输出电压 Uo与放电时间常数与放电时间常数 RLC 有关。有关。RLC 愈大愈大 电容器放电愈慢电容器放电愈慢 Uo(平均值平均值)愈大愈大从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 输出波形随负载电阻输出波形随负载电阻 RL 或或 C 的变化而改变的变化而改变, Uo 和和S 也随之改变。也随之改变。如如: RL 愈小愈小( IL 越大越大), Uo下降多下降多, S 增大。增大。结论：结论：电容滤波电路适用于输出电压较高，负载电流电容滤波电路适

47、用于输出电压较高，负载电流较小且负载变动不大的场合。较小且负载变动不大的场合。（3）输出特性（外特性）输出特性（外特性）uo电容电容滤波滤波纯电阻负载纯电阻负载1.4U20.9U20IL从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 例：例： 有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频率有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频率 f=50Hz，负载电阻，负载电阻 RL = 200 ，要求直流输出电压，要求直流输出电压Uo=30V，选择整，选择整流二极管及滤波电容器。流二极管及滤波电容器。流过二极管的电流流

48、过二极管的电流流过二极管的电流流过二极管的电流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承受的最高反向电压二极管承受的最高反向电压变压器副边电压的有效值变压器副边电压的有效值变压器副边电压的有效值变压器副边电压的有效值 uRLuo+C解：（解：（1 1）选择整流二极管）选择整流二极管）选择整流二极管）选择整流二极管可选用二极管可选用二极管2CP11IOM =100mA UDRM =50V 从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 例：例： 有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频率有一

49、单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频率 f=50Hz，负载电阻，负载电阻 RL = 200 ，要求直流输出电压，要求直流输出电压Uo=30V，选择整，选择整流二极管及滤波电容器。流二极管及滤波电容器。取取 RLC = 5 T/2已知已知 RL = 50 uRLuo+C解解：（：（2）选择滤波电容器）选择滤波电容器可选用可选用C=250 F，耐压为，耐压为50V的极性电容器的极性电容器从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 3.电感滤波电感滤波电路结构电路结构: 在桥式整流电路与负载间串入一电感在

50、桥式整流电路与负载间串入一电感L 就构成了电感滤波电路。就构成了电感滤波电路。电感滤波电路电感滤波电路u2u1RLLuo从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 对直流分量对直流分量: XL=0 相当于短路相当于短路,电压大部分降在电压大部分降在RL上。上。对谐波分量对谐波分量: f 越高，越高，XL 越大越大,电压大部分降在电压大部分降在XL上。上。 因此，因此，在输出端得到比较平滑的直流电压。在输出端得到比较平滑的直流电压。Uo=0.9U2当忽略电感线圈的直流电阻时，输出平均电压当忽略电感线圈

51、的直流电阻时，输出平均电压约为：约为：u2u1RLLuo从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 电感滤波的特点：电感滤波的特点：整流管导电角较大，峰值电流很小，输出特性比较整流管导电角较大，峰值电流很小，输出特性比较平坦，适用于低电压大电流平坦，适用于低电压大电流(RL较小较小)的场合。缺点是电感的场合。缺点是电感铁芯笨重，体积大，易引起电磁干扰。铁芯笨重，体积大，易引起电磁干扰。u2u1RLLuo电感电流不能跳变电感电流不能跳变故负载电流可持续故负载电流可持续从使用情况来看，闭胸式的使用比较广

52、泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 1.5.1 稳压二极管稳压二极管UIIZIZmax UZ IZ稳压稳压灵敏灵敏度度曲线越陡，曲线越陡，电压越稳定。电压越稳定。UZ1.5 稳压二极管及其应用稳压二极管及其应用反向击穿电压反向击穿电压最小稳定最小稳定电流电流IZminUZ 稳压管正常工作稳压管正常工作稳压管正常工作稳压管正常工作时加反向电压时加反向电压时加反向电压时加反向电压 稳压管反向击穿后，稳压管反向击穿后，稳压管反向击穿后，稳压管反向击穿后，电流变化很大，但其两电流变化很大，但其两电流变化很大，但其两电流变化很大，但其

53、两端电压变化很小，利用端电压变化很小，利用端电压变化很小，利用端电压变化很小，利用此特性，稳压管在电路此特性，稳压管在电路此特性，稳压管在电路此特性，稳压管在电路中可起稳压作用。中可起稳压作用。中可起稳压作用。中可起稳压作用。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 稳压原理稳压原理uoiZDZRiLiuiRL+限流电阻限流电阻+ui uo Uz 稳压管特性稳压管特性izi uR Uo稳定稳定从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程

54、施工中已很少使用，在此不再说明。 （4）稳定电流）稳定电流IZ、最大、最小稳定电流最大、最小稳定电流Izmax、Izmin。（5）最大允许功耗）最大允许功耗稳压二极管的参数稳压二极管的参数（1）稳定电压）稳定电压 UZ（2）电压温度系数）电压温度系数 U（%/） 稳压值受温度变化影响的系数。稳压值受温度变化影响的系数。（3）动态电阻）动态电阻从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 负载电阻负载电阻 。求输入电压分别为求输入电压分别为10V、15V、20V时的输出电压和流过二极管的电流。时的输出电

55、压和流过二极管的电流。例例1：图示稳压电路中，已知：图示稳压电路中，已知：解：解：当稳压二极管处于反向击穿状态时能正常工作当稳压二极管处于反向击穿状态时能正常工作UoIZDZRILIUiRL+限流电阻限流电阻+从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 可见，该电路中稳压管能正常工作的可见，该电路中稳压管能正常工作的最小输入电压最小输入电压为为15V，此时输出电压，此时输出电压U06V，流过稳压管的电流为，流过稳压管的电流为3mA。若若Ui20V，稳压管能正常工作，输出电压，稳压管能正常工作，输出电

56、压U06VUR UI U0206 14V流过稳压二极管的电流为流过稳压二极管的电流为 IIO1468mA若若Ui10V，稳压管未进入反向击穿区，电路中，稳压管未进入反向击穿区，电路中R和和RL串联，串联，输出电压输出电压U05V从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 随着半导体工艺的发展，现在已生产并广泛应用的单片随着半导体工艺的发展，现在已生产并广泛应用的单片集成稳压电源，具有体积小，可靠性高，使用灵活，价格集成稳压电源，具有体积小，可靠性高，使用灵活，价格低廉等优点。最简单的集成稳压电源只有

57、输入，输出和公低廉等优点。最简单的集成稳压电源只有输入，输出和公共引出端，故称之为三端集成稳压器。共引出端，故称之为三端集成稳压器。本节主要介绍常用的本节主要介绍常用的W7800系列系列三端集成稳压器，其内三端集成稳压器，其内部也是串联型晶体管稳压电路。部也是串联型晶体管稳压电路。该组件的外形如下图，稳压器的硅片封装在普通功率管该组件的外形如下图，稳压器的硅片封装在普通功率管的外壳内，电路内部附有短路和过热保护环节。的外壳内，电路内部附有短路和过热保护环节。4.5.2 集成稳压电路集成稳压电路从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下

58、工程施工中已很少使用，在此不再说明。 1端端: 输入端输入端2端端: 公共端公共端3端端: 输出端输出端W7800系列稳压器外形系列稳压器外形1231端端: 公共端公共端2端端: 输入端输入端3端端: 输出端输出端W7900系列稳压器外形系列稳压器外形123注：金属封装和塑料封装管脚定义不同，注：金属封装和塑料封装管脚定义不同，使用时一定要先查手册。使用时一定要先查手册。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 注：注：型号后型号后XX两位数字代表输出电压值两位数字代表输出电压值输出额定电压值有如

59、下系列输出额定电压值有如下系列:5V、9V、12V 、18V、 24V等等 。三端集成三端集成稳压器稳压器固定式固定式可调式可调式正稳压正稳压W78XX负稳压负稳压W79XX1. 集成稳压电源的分类集成稳压电源的分类从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 a.输出为固定电压的电路输出为固定电压的电路2. 应用电路应用电路输出为固定正压时的接法如图所示输出为固定正压时的接法如图所示。注意：注意：输入与输出端之间的电压不得低于输入与输出端之间的电压不得低于3V！+_W7800系列稳压器系列稳压器 基

60、本接线图基本接线图CoW7800CIUI+_Uo1320.11 F1F从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 b. 输出正负电压的电路输出正负电压的电路正负电压同时输出电路正负电压同时输出电路W78XXCIUI+ _UO132+ _CIW79XX13COCO2UO从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 COW78XXCIUI+_+_UO132UXXUZRDZUXX : 为为W78XX固定输出电压固

61、定输出电压 UO = UXX + UZc. 提高输出电压的电路提高输出电压的电路从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 IU照度增加照度增加又称光敏二极管。它的管壳上有透明聚光窗，由又称光敏二极管。它的管壳上有透明聚光窗，由于于PN结的光敏特性，当有光照射时，光敏二极管结的光敏特性，当有光照射时，光敏二极管在一定反向偏压范围内，在一定反向偏压范围内，反向电流随光照强度的反向电流随光照强度的增加而线性增加增加而线性增加。当无光照时，光敏二极管的伏安特性与普通二极当无光照时，光敏二极管的伏安特性与普

62、通二极管一样。管一样。1.6 光敏二极管光敏二极管从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 1.7 发光二极管发光二极管有正向电流流过有正向电流流过时，发出一定波长范时，发出一定波长范围的光，目前的发光围的光，目前的发光管可以发出从红外到管可以发出从红外到可见波段的光，它的可见波段的光，它的电特性与一般二极管电特性与一般二极管类似。类似。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。 人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。