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1、第第1章章 半导体二极管半导体二极管 及其应用及其应用1.4 二极管的分类和应用1. 二极管在整流电路中的应用 在工程应用中，常常需要利用二极管的单向导电性，将交流输入电压变为直流电压，如图所示。 图1.23 二极管组成的整流电路和输入输出波形 1第第1章章 半导体二极管半导体二极管 及其应用及其应用1.4 二极管的分类和应用2. 二极管在钳位电路中的应用 在工程应用中，二极管常常用在钳位电路中如图所示。 图1.24 二极管组成的钳位电路2第第1章章 半导体二极管半导体二极管 及其应用及其应用1.4 二极管的分类和应用一一种种特特殊殊的的面面接接触触型型半半导体硅二极管。导体硅二极管。1 1）
2、稳压管）稳压管工作于反向击穿区。工作于反向击穿区。 I/mAU/VO+ 正向正向 +反向反向 U(b) 稳压管符号稳压管符号(a) 稳压管伏安特性稳压管伏安特性 I1.4.2 稳压二极管及其应用+ 1. 稳压管的特性稳压管的特性3第第1章章 半导体二极管半导体二极管 及其应用及其应用1.4 二极管的分类和应用 2. 稳压管的参数主要有以下几项：稳压管的参数主要有以下几项：1 1）稳定电压）稳定电压 UZ UZ2 2）最小稳定电流）最小稳定电流 IZmin IZmin稳压管工作在反向击穿区时的稳定工作电压。稳压管工作在反向击穿区时的稳定工作电压。 正正常常工工作作的的参参考考电电流流。I IZm
3、in ，只要不超过额定功耗即可。，只要不超过额定功耗即可。3 3）最大稳定电流）最大稳定电流 IZmax IZmaxIZmax是指稳压管长期工作，所允许是指稳压管长期工作，所允许通过的最大工作电流。通过的最大工作电流。 4第第1章章 半导体二极管半导体二极管 及其应用及其应用1.4 二极管的分类和应用4 4）动态电阻）动态电阻 rZ rZrZ 愈愈小小愈愈好好。对对于于同同一一个个稳稳压压管管，工工作作电电流愈大，流愈大， rZ 值愈小。值愈小。IZ = 5 mA rZ 16 IZ = 20 mA rZ 3 rZ是指稳压管两端电压变化量与通过的电流是指稳压管两端电压变化量与通过的电流变化量之比
4、值（变化量之比值（rZ =UZ/IZ） IZ/mA5第第1章章 半导体二极管半导体二极管 及其应用及其应用1.4 二极管的分类和应用5 5）电压温度系数）电压温度系数 U U稳稳压压管管电电流流不不变变时时，环环境境温温度度每每变变化化 1 引引起起稳稳定定电压变化的百分比。电压变化的百分比。 ( (1) ) UZ 7 V, U 0；UZ 4 V， U 0； ( (2) ) UZ 在在 4 7 V 之间，之间， U 值比较小，性能比较稳定。值比较小，性能比较稳定。 2CW17：UZ = 9 10.5 V， U = %/ 2CW11：UZ = 3.2 4.5 V， U = ()()%/( (3)
5、 ) 2DW7 系系列列为为温温度度补补偿偿稳稳压压管管，用用于于电电子子设设备备的的精密稳压源中。精密稳压源中。6第第1章章 半导体二极管半导体二极管 及其应用及其应用1.4 二极管的分类和应用6 6）额定功耗）额定功耗 PZ PZ额额定定功功率率决决定定于于稳稳压压管管允允许许的的温升。温升。PZ = UZIZPZ 会转化为热能，使稳压管发热。会转化为热能，使稳压管发热。电工手册中给出电工手册中给出 IZM，IZM = PZ/UZ7第第1章章 半导体二极管半导体二极管 及其应用及其应用1.4 二极管的分类和应用 3. 稳压管的应用稳压管的应用 稳压管在直流稳压电源中获得广泛的应用。图是最简
6、单稳压管在直流稳压电源中获得广泛的应用。图是最简单的稳压电路，的稳压电路，UIN为输入直流电压，稳压管并联在负载为输入直流电压，稳压管并联在负载RL两端，两端，负载两端电压负载两端电压UO在在UIN与及与及IL变化时基本稳定。变化时基本稳定。 图1.26 稳压管组成的稳压电路 （1 1） 电路的工作原理电路的工作原理 8第第1章章 半导体二极管半导体二极管 及其应用及其应用1.4 二极管的分类和应用1 1） 电路的工作原理电路的工作原理 3. 稳压管的应用稳压管的应用 若负载电阻若负载电阻RLRL不变而不变而UINUIN增大时，输出电压增大时，输出电压UOUO有有增加的趋势，这一趋势将引起下列
7、过程增加的趋势，这一趋势将引起下列过程: : 若电网电压若电网电压UINUIN不变，负载电阻不变，负载电阻RLRL减小时，输出电压减小时，输出电压UOUO有减小的趋势，这一趋势将引起下列过程：有减小的趋势，这一趋势将引起下列过程： 9第第1章章 半导体二极管半导体二极管 及其应用及其应用1.4 二极管的分类和应用2 2） 限流电阻的选择限流电阻的选择 限流电阻限流电阻R的主要作用是：当输入电压波动和负载的主要作用是：当输入电压波动和负载电阻电阻RL变化时，将稳压管的电流限制在变化时，将稳压管的电流限制在IZminIZmax范范围内。若输入电压的最大值为围内。若输入电压的最大值为UINmax，最
8、小值为，最小值为UINmin，负载电阻的最大值为，负载电阻的最大值为RLmax，最小值为，最小值为RLmin，则负，则负载电流的最小值和最大值分别为：载电流的最小值和最大值分别为： (a) 当输入电压最大和负载电流最小时，IZ最大，但不能超过IZmax，即有:10第第1章章 半导体二极管半导体二极管 及其应用及其应用1.4 二极管的分类和应用(b) 当输入电压最小和负载电流最大时，IZ最小，但不能小于IZmin，即有:则有则有可得到R的范围为：RminRmax，即： Rmin R Rmax 11第第1章章 半导体二极管半导体二极管 及其应用及其应用1.4 二极管的分类和应用 例例1.4.1 在
9、图所示的电路中，稳压管的参数为：在图所示的电路中，稳压管的参数为：UZ6V， 正常工作电流为正常工作电流为2mA ，IZmax = 20mA，输入电，输入电压压UIN18V2V，负载电阻由开路变到，负载电阻由开路变到1K，如何选择，如何选择限流电阻？限流电阻？ 解：一般把正常工作电流视为稳压管的IZmin ，即IZmin =2mA；由题意知：RLmax =，RLmin = 1k；则ILmaxUZRLmin = 8 mA，ILmin= 0；而IZmax = 20mA ： 所以12第第1章章 半导体二极管半导体二极管 及其应用及其应用1.4 二极管的分类和应用则： 700R1.25k ，选择R=1
10、k 。 13第第1章章 半导体二极管半导体二极管 及其应用及其应用1.4 二极管的分类和应用VDZR4. 使用稳压管需要注意的几个问题：使用稳压管需要注意的几个问题：UOIO+IZIRUI+ 1 1）外外加加电电源源的的正正极极接接管管子子的的 N N 区区，电电源源的的负负极极接接 P P 区区，保证管子工作在反向击穿区；保证管子工作在反向击穿区；RL2 2）稳稳压压管管应应与与负负载载电电阻阻 RL RL 并联；并联；3 3）必必须须限限制制流流过过稳稳压压管管的的电电流流 IZIZ，不不能能超超过过规规定定值值，以以免因过热而烧毁管子。免因过热而烧毁管子。14第第1章章 半导体二极管半导
11、体二极管 及其应用及其应用1.4 二极管的分类和应用 光电二极管及其应用 光电二极管是一种将光能转换为电能的半导体光电二极管是一种将光能转换为电能的半导体器件。也有可见光和不可见光（如远红外光）之分。器件。也有可见光和不可见光（如远红外光）之分。其外形与发光管类似。其外形与发光管类似。 1.光电二极管在反向电压作用下工作。 当无光照时当无光照时当无光照时当无光照时, , 和普通二极管一样和普通二极管一样和普通二极管一样和普通二极管一样, , 其反向电流很其反向电流很其反向电流很其反向电流很小小小小, , 称为暗电流。当有光照时称为暗电流。当有光照时称为暗电流。当有光照时称为暗电流。当有光照时,
12、 , 产生的反向电流称为产生的反向电流称为产生的反向电流称为产生的反向电流称为光电流。照度光电流。照度光电流。照度光电流。照度E E越强，光电流也越大。光电流很小越强，光电流也越大。光电流很小越强，光电流也越大。光电流很小越强，光电流也越大。光电流很小, , 一般只有几十微安一般只有几十微安一般只有几十微安一般只有几十微安, , 应用时必须放大。应用时必须放大。应用时必须放大。应用时必须放大。符号：符号：符号：符号：15第第1章章 半导体二极管半导体二极管 及其应用及其应用1.4 二极管的分类和应用 iu0 E +UDRiE + UD RiUD Ri E + + UD i R有光照的正向电压电
13、路 无光照的正向电压电路 有光照的反向电压电路 有光照无偏置的光电池电路 16第第1章章 半导体二极管半导体二极管 及其应用及其应用1.4 二极管的分类和应用1. 发发光二极管及其应用光二极管及其应用1. 发光二极管 发光二极管是一种将电能转换为光能的半导体器件，发光二极管是一种将电能转换为光能的半导体器件，它包含了可见光、不可见光、激光等类型。它包含了可见光、不可见光、激光等类型。 可见光发光二极管也称为可见光发光二极管也称为LED，符号如，符号如图所示。发光颜色目前有红色、绿色、橙色、图所示。发光颜色目前有红色、绿色、橙色、黄色等。发光二极管的电特性与普通二极管黄色等。发光二极管的电特性与普通二极管一样，伏安特性曲线也类似，同样具有单向一样，伏安特性曲线也类似，同样具有单向导电性。但正向导通电压比普通二极管高，导电性。但正向导通电压比普通二极管高，红色的导通电压在红色的导通电压在V间，绿色的为间，绿色的为2V左右。左右。 符号符号符号符号17第第1章章 半导体二极管半导体二极管 及其应用及其应用1.4 二极管的分类和应用2. 发光二极管的应用18
